FR2465080A1 - Turbo-motor combustion chamber support - has radial pins with spherical end fitting in cup and cross pinned flanged cylindrical end - Google Patents

Turbo-motor combustion chamber support - has radial pins with spherical end fitting in cup and cross pinned flanged cylindrical end Download PDF

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Abstract

The turbine combustion chamber (1) is suspended from an annular channel (2) welded at the ends and supported on the curved surface (11) of a sleeve (4). The sleeve is part of the engine housing. The support consists of a radial pin (9) with a spherical end (9b) and a cylindrical end (9a) with a flange (19). The spherical end fits in a cylindrical cup (6) flanged at the end (7) and fitting in a hole (5) in the channel. The opposite end is cross pinned to the support collar (10) and lining.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de suspension aval de chambres de combustion pour turbomachines.The present invention relates to a downstream suspension device for combustion chambers for turbomachinery.

Dans les turbomachines certaines chambres de combustion modernes sont suspendues et centrées par l'avant ou par la couronne d'injecteurs ; de telles chambres et en particulier celles qui sont munies d'injecteurs pneumatiques doivent conserver en fonctionnement un centrage rigoureux à et éviter tout déversement ;pour cette raison, elles sont maintenues à l'aval par une liaison souple qui doit assurer trois fonctions : un bon centrage, une bonne étanchéité et une libre dilatation des pièces.In turbomachinery some modern combustion chambers are suspended and centered by the front or by the ring of injectors; such chambers and in particular those which are fitted with pneumatic injectors must keep a rigorous centering in operation and avoid any spillage; for this reason, they are maintained downstream by a flexible connection which must ensure three functions: good centering, good sealing and free expansion of the parts.

On connait des dispositifs de raccordement souple, notamment un raccordement entre la chambre et le carter qui est effectué au moyen de viroles coniques déformables rattachées à une virole cylindrique capable de coulisser axialement. L'élasti- cité de ces pièces de liaison coniques est toutefois très faible et la limite élastique du matériau est souvent dépas- sée sous l'effet des efforts dus aux différences de dilatation entre la chambre et le carter. Les pièces restent en déformation permanente ; elles sont le siège de contraintes parasites et de criques fréquentes. Le brevet français nô77.08378 décrit également un dispositif de liaison souple entre la chambre et le carter, constitué de supports angulaires.La souplesse réside toutefois uniquement dans le support et l'absorption relative des dilatations n'est envisagée que dans le sens radial. Les fixations sont en effet rigides.Flexible connection devices are known, in particular a connection between the chamber and the casing which is effected by means of deformable conical ferrules attached to a cylindrical ferrule capable of sliding axially. The elasticity of these conical connecting pieces is however very low and the elastic limit of the material is often exceeded under the effect of the forces due to the differences in expansion between the chamber and the casing. The parts remain in permanent deformation; they are the seat of parasitic constraints and frequent cracks. French patent no. 77.08378 also describes a flexible connection device between the chamber and the casing, made up of angular supports. The flexibility however lies only in the support and the relative absorption of expansions is only envisaged in the radial direction. The fixings are indeed rigid.

Suivant un autre mode de réalisation connu, le raccordement entre la chambre et le carter est effectué d'un côté auf moyen d'une fourchette radiale et de l'autre côté, au moyen d'un boulonnage. According to another known embodiment, the connection between the chamber and the casing is carried out on one side by means of a radial fork and on the other side by means of bolting.

Cette solution permet les dilatations radiales mais n'assure pas un centrage rigoureux de la chambre dans le carter.This solution allows for radial expansion but does not ensure rigorous centering of the chamber in the casing.

Seule la paroi extérieure peut coulisser en aval.Only the outer wall can slide downstream.

Le brevet français 1 368 570 concerne le support de l'ex- trémité aval d'une chambre de combustion. Ce support est constitué d'anneaux cylindriques à section en U dont la branche interne est soudée à la chambre et la branche externe coulisse dans une rainure du carter. Ce dispositif permet une dilatation axiale, les dilatations radiales ne pouvant intervenir que suivant l'élasticité des anneaux avec création de contraintes et au détriment du centrage.French patent 1,368,570 relates to the support of the downstream end of a combustion chamber. This support consists of cylindrical rings with a U-section, the internal branch of which is welded to the chamber and the external branch slides in a groove in the casing. This device allows an axial expansion, the radial expansions being able to intervene only according to the elasticity of the rings with creation of constraints and to the detriment of the centering.

Le raccordement de la chambre au carter extérieur est assuré également dans un autre mode de réalisation connu, par une fourchette axiale et au carter intérieur par une fourchette radiale associée à un patin à coulissement axial ; llétan- chéité est assurée par la dilatation de la chambre.The connection of the chamber to the outer casing is also ensured in another known embodiment, by an axial fork and to the inner casing by a radial fork associated with an axial sliding pad; The seal is ensured by the expansion of the chamber.

Le brevet français n075.26598 concerne accessoirement la fixation arrière d'une chambre de combustion.French patent n075.26598 incidentally concerns the rear attachment of a combustion chamber.

Le raccordement comporte des viroles coniques ou en forme de gouttière reliées par des portées sphériques. La disposition vise à obtenir le bon centrage mais l'influence des dilatations ntest pas envisagée et les viroles sont soumises à des contraintes défavorables à leur bonne tenue.The connection includes conical or gutter-shaped ferrules connected by spherical bearings. The provision aims to obtain the correct centering but the influence of expansion is not envisaged and the ferrules are subjected to constraints unfavorable to their good behavior.

Le dispositif suivant l'invention a pour but de fournir un dispositif de liaison de la chambre de combustion aux carters interne et externe ou au distributeur de turbine et qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus mentionnés ci-dessus.The purpose of the device according to the invention is to provide a device for connecting the combustion chamber to the internal and external casings or to the turbine distributor and which does not have the drawbacks of the known devices mentioned above.

Conformément à la présente invention, à l'aval de la chambre de combustion est fixée une gouttière annulaire comportant des bossages espacés régulièrement et présentant des logements dans lesquels sont montés coulissants des doigts ou digons s t étendant radialement qui sont solidaires d'une virole à section en L montée coulissante axialement sur la portée cylindrique ou sphérique d'un patin solidaire des carters interne ou externe.In accordance with the present invention, downstream of the combustion chamber is fixed an annular gutter comprising bosses spaced regularly and having housings in which are mounted sliding fingers or digons st radially extending which are integral with a section ferrule L-shaped sliding axially mounted on the cylindrical or spherical bearing of a shoe integral with the internal or external casings.

Avec le dispositif suivant l'invention, la partie aval de la chambre est toujours parfaitement centrée par les doigts ou digons rayonnants. Les dilatations radiales et axiales sont absorbées par le déplacement des pièces les unes sur les autres, donc sans contraintes.With the device according to the invention, the downstream part of the chamber is always perfectly centered by the radiating fingers or digons. The radial and axial expansions are absorbed by the displacement of the parts one on the other, therefore without constraints.

Par ailleurs, le dispositif est étanche, les fuites étant réduites aux seuls jeux fonctionnels entre les pièces en mouvement. Enfin, le dispositif présente une facilité de montage dans le carter.Furthermore, the device is sealed, the leaks being reduced to only functional clearances between the moving parts. Finally, the device has ease of mounting in the casing.

1)1 autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un mode de réalisation et en se référant aux dessins an nexés sur lesquels
La figure 1 est une vue en coupe axiale de la par
tie aval d'une chambre de combustion et du dispo
sitif de suspension suivant llinvention. 1) 1 other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the following description of an embodiment and with reference to the appended drawings in which
Figure 1 is an axial sectional view of the par
downstream of a combustion chamber and the availability
suspension device according to the invention.

La figure 2 est une vue en coupe à plus grande
échelle montrant le dispositif de suspension.Figure 2 is an enlarged sectional view
scale showing the suspension device.

A la figure 1, on a représenté la partie aval d'une chambre de combustion 1 d'une turbomachine qui est suspendue au moyen d'une gouttière annulaire 2 fixée en 3 par soudure sur ladite chambre et montée sur une portée sphérique 11 d'une virole 4 solidaire du carter interne par l'intermé- diaire du dispositif décrit ci-après et représenté à la figure 2. In Figure 1, there is shown the downstream part of a combustion chamber 1 of a turbomachine which is suspended by means of an annular gutter 2 fixed in 3 by welding on said chamber and mounted on a spherical bearing 11 of a ferrule 4 secured to the internal casing by means of the device described below and shown in FIG. 2.

La gouttière 2 présente une partie conique 2a qui est fixée sur la chambre 1 et qui est prolongée par une partie cylindrique 2b présentant des perçages 5 dans lesquels sont enga gés des bossages 6 comportant une collerette 7 qui est sou dée sur la partie cylindrique 2b de la gouttière.The gutter 2 has a conical part 2a which is fixed to the chamber 1 and which is extended by a cylindrical part 2b having holes 5 in which are embossed bosses 6 comprising a flange 7 which is welded to the cylindrical part 2b of the gutter.

Les bossages 6 espacés régulièrement sur le pourtour de la gouttière 2 présentent chacun des logements 8 dans lesquels sont montés coulissants axialement des doigts ou digons 9 s'étendant radialement et qui sont solidaires à leur base 9a d'une virole 10 à section en L montée coulissante axialement sur la portée 11 delta virole 4-solidaire du carter interne 12. La portée 11 de la virole 4 peut également être cylindrique et on peut appliquer également la disposition à la liaison au carter externe ou au distributeur de turbine, bien que cela ne soit pas représenté au dessin.The bosses 6 spaced regularly on the periphery of the gutter 2 each have housings 8 in which axially sliding fingers or digons 9 extending radially are mounted and which are integral at their base 9a with a ferrule 10 with an L-shaped section mounted sliding axially on the bearing surface 11 delta ferrule 4-integral with the internal casing 12. The bearing surface 11 of the ferrule 4 can also be cylindrical and the arrangement can also be applied to the connection to the external casing or to the turbine distributor, although this does not is not shown in the drawing.

La gouttière 2 présente sur son bord libre une bride 13 qui coulisse radialement avec un faible jeu pour assurer l'étanchéité, en regard de I'une des ailes 10a de la virole 10 sur laquelle sont fixés les doigts ou digons 9.The gutter 2 has on its free edge a flange 13 which slides radially with little play to ensure sealing, opposite one of the wings 10a of the shell 10 on which the fingers or digons 9 are fixed.

Les bossages 6 qui se déplacent axialement sur les doigts ou digons 9 présentent dans leur fond un orifice 14 qui permet lévacuation de l'air qui risquerait de se trouver comprimé entre le fond du logement 8 et la partie sphérique 9b du doigt ou digon 9.The bosses 6 which move axially on the fingers or digons 9 have in their bottom an orifice 14 which allows the evacuation of the air which would risk being compressed between the bottom of the housing 8 and the spherical part 9b of the finger or digon 9.

Dans le mode de réalisation représenté à la figure 2 la virole 10 est constituée de deux éléments de virole 15 et 16 à section en L qui sont solidarisés au moyen de rivets 17. L'élément de virole 16 comporte des perçages 18 et des chambrages 19 dans lesquels sont engagés par leur base 9a les doigts ou digons 9. In the embodiment shown in FIG. 2, the ferrule 10 consists of two ferrule elements 15 and 16 with an L-shaped section which are secured by means of rivets 17. The ferrule element 16 has holes 18 and recesses 19 in which are engaged by their base 9a the fingers or digons 9.

Lorsque les doigts ou digons 9 sont en place les deux éléments de virole 15 et 16 sont solidarisés au moyen des rivets 17.When the fingers or digons 9 are in place, the two shell elements 15 and 16 are secured by means of the rivets 17.

Suivant un autre mode de réalisation, la virole 10 peut être constituée d'une seule pièce dans laquelle sont vissés ou soudés les doigts ou digons 9.According to another embodiment, the ferrule 10 can consist of a single piece in which the fingers or digons 9 are screwed or welded.

Le dispositif de suspension de la partie aval de la chambre de combustion 1 lorsqu'il est monté ainsi qu'il est représenté à la figure 2, permet une dilatation radiale de la chambre 1 en raison du déplacement des bossages 6 solidaires de la gouttière 2, sur les doigts ou digons 9.The device for suspending the downstream part of the combustion chamber 1 when it is mounted as shown in FIG. 2, allows a radial expansion of the chamber 1 due to the displacement of the bosses 6 integral with the gutter 2 , on the fingers or digons 9.

La dilatation axiale de la chambre 1 est obtenue par coulissement de la virole de liaison 10 sur la portée 11 de la virole 4 du carter interne.The axial expansion of the chamber 1 is obtained by sliding of the connecting ferrule 10 on the bearing surface 11 of the ferrule 4 of the internal casing.

Enfin, l'étanchéité est réalisée par contact de la bride 13 appartenant à la chambre sur l'ails radiale 10a de la virole en L 10.Finally, the seal is achieved by contacting the flange 13 belonging to the chamber on the radial wings 10a of the L-shaped ferrule 10.

Bien entendu, la description n'est pas limitative et l'homme de ltart pourra y apporter des modifications sans sortir pour cela du domaine de l'invention. Of course, the description is not limiting and those skilled in the art can make modifications to it without departing from the scope of the invention.

Claims (6)

REVENDICATIONS DE BREVETPATENT CLAIMS 1. Dispositif de suspension aval des chambres de combustion sur les carters interne ou externe d'une turbomachine caractérisé en ce que à l'aval de la chambre de combustion est fixée une gouttière annulaire comportant des bossages espacés régulièrement et présentant des logements dans lesquels sont montés coulissants des doigts ou digons s'étendant radialement, qui sont solidairesd'une virole à section en L montée coulissante axialement sur la portée cylindrique ou sphérique d'un patin solidaire des carters interne ou externe.1. A downstream suspension device for the combustion chambers on the internal or external casings of a turbomachine, characterized in that downstream of the combustion chamber is fixed an annular gutter comprising bosses spaced regularly and having housings in which are sliding mounted fingers or digons extending radially, which are integral with a L-section ferrule slidingly mounted axially on the cylindrical or spherical bearing of a pad integral with the internal or external casings. 2. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la gouttière présente sur son bord libre une bride qui coulisse radialement avec un faible jeu pour assurer l'étanchéité, en regard de l'une des ailes de la virole sur laquelle sont fixés les doigts ou digons.2. Device according to claim 1 characterized in that the gutter has on its free edge a flange which slides radially with a slight clearance to ensure sealing, facing one of the wings of the shell on which the fingers are fixed or digons. 3. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la gouttière présente en section radiale une partie conique qui est fixée sur la chambre de combustion et qui est prolongée par une partie cylindrique sur laquelle sont fixées les bossages.3. Device according to claim 1 characterized in that the gutter has in radial section a conical part which is fixed on the combustion chamber and which is extended by a cylindrical part on which the bosses are fixed. 4. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les -doigts radiaux ou digons présentent à leur extrémité engagée dans les bossages une portée sphérique en contact avec les logements prévus dans lesdits bossages.4. Device according to claim 1 characterized in that the radial fingers or digons have at their end engaged in the bosses a spherical bearing in contact with the housings provided in said bosses. 5. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la virole à section en L est constituée de deux éléments solidarisés par des organes de fixation, l'un des éléments comportant des perçages terminés par un chambrage dans lesquels sont engagés les doigts ou digons quisont maintenus prisonniers par l'autre élément après sa fixation.5. Device according to claim 1 characterized in that the ferrule with L-shaped section consists of two elements secured by fastening members, one of the elements comprising holes terminated by a recess in which are engaged the fingers or digons which are held captive by the other element after its fixation. 6. Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la virole à section en L est en une seule pièce dans laquelle sont fixés les doigts ou digons. 6. Device according to claim 1 characterized in that the ferrule with L-shaped section is in one piece in which are fixed the fingers or digons.
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