FR2538508A1 - Chemise de chambre de combustion et procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

Chemise de chambre de combustion perfectionnée avec des contraintes thermiques réduites. Elle comporte : des parties adjacentes ayant des coefficients de dilatation thermique différents qui ont pour effet de diminuer la contrainte due à la tendance à la dilatation thermique différentielle des parties adjacentes. Application aux moteurs à turbine à gaz. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

13 DV 08185
L'invention concerne de manière générale les cham-
bres de combustion et, plus particulièrement, des moyens permettant de diminuer les contraintes thermiques qui y sont induites. On peut obtenir des niveaux accrus de performance des moteurs à turbine à gaz en augmentant leurs températures de fonctionnement En faisant cela, on expose les chambres de combustion de ces moteurs à des températures extrêmement élevées et à de grandes variations de températures pendant
le fonctionnement du moteur Pour résister à ces températu-
res relativement élevées et fluctuantes on a développé de nouveaux alliages qui ont des caractéristiques physiques améliorées. En outre, on a développé des techniques et des
structures de refroidissement de chambre de combustion per-
fectionnées pour diminuer les températures subies par la chambre de combustion Par exemple, un mode de réalisation
de chambre de combustion comporte une série de segments an-
nulaires de chemise qui définissent une limite extérieure pour contenir les gaz de combustion relativement chauds Ces
segments de chemise sont réunis par des éléments de raccor-
dement de refroidissement annulaires, ou raccords, qui re-
çoivent de l'air de décharge relativement froid du compres-
seur et l'envoient sous forme d'un film d'air de refroidis-
-2-
sement le long des surfaces intérieures des segments de che-
mise Le film d'air de refroidissement a pour effet de dimi-
nuer les températures subies par les segments de chemise.
Cependant, en fonctionnement, les chambres de com-
bustion subissent, de manière classique, des variations de
température dans tous leurs différents éléments structurels.
Par exemple, les segments de chemise, qui sont chauffés par
les gaz de combustion, subissent des températures plus éle-
vées que les raccords de refroidissement, qui sont refroidis par l'air de décharge du compresseur Puisque les matériaux de la chambre de combustion se dilatent lorsqu'ils sont chauffés, les variations de température de ces parties de
chambre de combustion ont pour résultat une dilatation ther-
mique différentielle de ces parties, ou une tentative de di-
latation différentielle là o elles en sont empêchées, ce
qui induit des contraintes thermiques et des déformations.
Plus particulièrement, les segments de chemise chauds ont tendance à plus se dilater que les raccords de refroidissement Cependant les *segments de chemise sont fixés aux raccords et les deux s'opposent à cette dilatation thermique différentielle, ce qui a pour résultat d'induire
une contrainte thermique La grandeur de la contrainte ther-
mique et le nombre de ses cycles sont reflétés par la durée de vie à la fatigue thermique du matériau Plus nombreux sont les cycles et plus élevée est la contrainte thermique,
plus tôt on doit remplacer l'élément de la chambre de com-
bustion avant qu'il n'ait atteint la limite de sa durée de
vie à la fatigue thermique.
En outre, des déformations induites thermiquement
peuvent avoir de l'importance si elles provoquent la dilata-
tion d'une lèvre en porte-à-faux classique, contiguë de rac-
cords de refroidissement classiques, dilatation ayant lieu radialement vers l'extérieur et qui ferme partiellement les
fentes de refroidissement par film de la chambre de combus-
tion Dans ce cas, on réalise des moyens pour diminuer la -3-
limitation de l'écoulement de la fente de refroidissement.
Les brevets des E U A N O 4 259 842, 4 050 241, 3.995 422 et 3 845 620 décrivent des chemises de combustion classiques comportant des raccords de refroidissement et des lèvres en porte-a-faux et sont incorporés ici par référence. Ces brevets décrivent aussi l'environnement de la chambre de
combustion comprenant des gaz chauds et de l'air de refroi-
dissement, et certains agencements pour diminuer la limita-
tion d'écoulement dé la fente de refroidissement provoquée
par la dilatation thermique différentielle qui peut exister.
Cependant, dans tous ces agencements de chambre de combus-
tion, la dilatation thermique différentielle donne encore
lieu à des contraintes thermiques importantes.
La présente invention a pour buts de réaliser une nouvelle chemise perfectionnée pour chambre de combustion; réaliser une nouvelle chemise perfectionnée pour
chambre de combustion qui a pour effet de réduire la con-
trainte thermique due à la dilatation thermique différen-
tielle; réaliser une nouvelle chemise perfectionnée pour
chambre de combustion qui a pour effet de réduire la défor-
mation thermique due à la dilatation thermique différen-
tielle. On décrit une chemise de chambre de combustion utilisée entre un fluide de refroidissement et des gaz de
combustion chauds La chemise de chambre de combustion com-
porte des parties adjacentes ayant des coefficients de dila-
tation thermique différents, ce qui a pour effet de diminuer
les contraintes dues à la tendance à une dilatation thermi-
que différentielle des parties adjacentes Dans un mode de
réalisation, les parties soumises à des températures relati-
vement élevées ont des coefficients -de dilatation relative-
ment faibles et les parties soumises à des températures re-
lativement faibles ont des coefficients de dilatation rela-
-4- tivement élevés De cette manière, on diminue la dilatation thermique différentielle réduisant ainsi les contraintes et
déformations induites thermiquement.
La description qui va suivre se réfère aux figures
annexées qui représentent respectivement -
Figure 1, une vue en coupe d'une chambre de com-
bustion d'un moteur à turbine à gaz selon' un mode de réali-
sation de la présente invention;
Figure 2, une vue en coupe agrandie de la chemi-
se de chambre de combustion représentée figure 1; Figure 3, une série de vues montrant un procédé de fabrication d'une chemise de chambre de combustion selon un autre mode de réalisation de l'invention; Figure 4, une vue en coupe de la chemise de chambre de combustion représentée figure 2, comportant des matériaux ayant trois coefficients de dilatation thermique différents;
Figure 5, une vue en coupe représentant la fa-
brication d'une chemise de chambre de combustion par utili-
sation d'une technique de dépôt par plasma basse pression.
On a représenté figure 1 une chambre de combustion annulaire 10 d'une moteur à turbine à gaz selon un mode de
réalisation de la présente invention La chambre de combus-
tion 10 comporte une chemise annulaire 12 de chambre de com-
bustion radialement extérieure et une chemise annulaire 14 de chambre de combustion radialement intérieure espacée de la première Les chemises 12 et 14 sont placées coaxialement autour d'un axe 16 du moteur et définissent les limites d'une section de combustion 18 Un carter extérieur 20 et un
carter intérieur 22 sont espacés des chemises 12 et 14, res-
pectivement, et définissent un conduit annulaire extérieur
24 d'air de refroidissement etun conduit annulaire inté-
rieur 26 d'air de refroidissement.
On envoie de l'air de décharge 28 de compresseur,
relativement froid et comprimé, en provenance d'un compres-
-5- seur (non représenté) vers un dôme amont 30 de la chambre de combustion 10 Un injecteur de carburant 32 est placé dans
le dôme 30 pour fournir du carburant à la section de combus-
tion 18 o il est mélangé et enflammé avec l'air comprimé 28 convenablement canalisé dans le dôme 30 pour engendrer des gaz de combustion 34 relativement chauds On achemine de
l'air de décharge supplémentaire vers la section de combus-
tion 18 par des trous de dilution (non représentés) se trou-
vant dans les chemises 12 et 14 pour diluer les gaz de com-
bustion 34.
Pour protéger les chemises extérieure et intérieu-
re 12 et 14 des gaz de combustion relativement chauds 34, on
munit les chemises 12 et 14 d'une série de raccords de re-
froidissement annulaires 36 Les raccords 36 reçoivent de l'air de refroidissement 38, qui est une partie de l'air de décharge de compresseur 28, par les conduits 24 et 26 les raccords 36 canalisent l'air de refroidissement 38 sous la forme d'un film d'air de refroidissement continu, annulaire
le long des surfaces internes 42 des chemises 12 et 14.
Le film 40 d'air de refroidissement a pour effet de diminuer la quantité de chaleur transférée des gaz de combustion 34 aux chemises de chambre de combustion 12 et 14 et, par conséquent, d'en réduire les températures qui sinon y existeraient. On a représenté, plus particulièrement, figure' 2 une partie de la chemise 12 de la chambre de combustion selon un mode de réalisation de l'invention La chemise 12 comporte plusieurs segments annulaires 44 qui ont pour effet de réaliser une limite aux gaz de combustion chauds 34 Les segments de chemise 44 sont placés contigus aux raccords 36 et sont reliés par eux Plus particulièrement, une extrémité arrière 44 b du segment de chemise 44 est fixée de manière convenable, par exemple par soudage en 44 c, à une extrémité
avant 36 a du raccord 36 Une extrémité arrière 36 b du rac-
cord 36 est fixée de manière appropriée, par soudage en 36 c -6- par exemple, vers une extrémité avant 44 a d'un segment de
chemise 44 adjacent Le raccord 36 coopère avec une extrémi-
té de lèvre 46 la plus arrière du segment de chemise 44 pour délimiter une cavité annulaire 48 d'air de refroidissement, qui a un profil général incurvé, et une fente ou ouverture de sortie 50 d'air de refroidissement par film Le raccord 36 comprend une série d'ouvertures d'entrée 52 qui reçoivent l'air de refroidissement 38 et réalisent le film annulaire
continu 40 de refroidissement par la fente de film 50.
On remarquera que, dans la mesure o les raccords 36 reçoivent et acheminent l'air de refroidissement 38 sans aucune exposition directe aux gaz de combustion 34, ils fonctionnent à des températures relativement inférieures à celles des segments de chemise 44 qui font face directement à et contiennent ces gaz de combustion 34 En conséquence, les segments de chemise 44 qui subissent des températures relativement plus élevées que celles subies par les raccords 36, ont plus tendance a se dilater thermiquement radialementvers l'extérieur que les raccords 36 s'ils sont
fabriqués avec le même matériau.
Par exemple, on a représenté figure 2 un segment de chemise ayant un rayon nominal Ri et un raccord 36 ayant un rayon nominal R 2, ceci par rapport à l'axe 16 du moteur pour les deux rayons Comme le segment de chemise 44, lors du fonctionnement du moteur, est en moyenne plus chaud que le raccord 36, il aura tendance à se dilater plus que ce dernier Par conséquent R 1 aura tendance à plus augmenter
que R 2, mais il en est partiellement empêché par le rac-
cord annulaire 36 Cette tendance à une dilatation thermique
différentielle entre les segments de chemise 44 et les rac-
cords 36 induit des contraintes thermiques dans la chemise
de chambre de combustion 12 En outre, la lèvre 46, qui su-
bit aussi des températures relativement élevées, à tendance
à se dilater radialement vers l'extérieur, subissant une dé-
formation permanente possible, et peut réduire l'épaisseur -7-
de la fente de film 50.
Cependant, selon un mode de réalisation de la pré-
sente invention, on a déterminé que l'on pouvait diminuer ces contraintes induites thermiquement et ces déplacements différentiels en fabriquant le segment de chemise 44 relati- vement chaud en un alliage ayant un premier coefficient de
dilatation thermique linéaire C 1 inférieur à celui du rac-
cord 36 relativement froid Inversement, on fabrique le rac-
cord 36 en un alliage ayant-un deuxième coefficient de dila-
tation thermique linéaire C 2 supérieur a Ci Le coeffi-
cient de dilatation thermique linéaire, C 1 ou C 2, 'lest défini comme étant l'accroissement de longueur d'une unité
de longueur pour une élévation en température d'un degré.
En réalisant des première et deuxième parties adjacentes de chemises de chambre de combustion 12, par exemple le segment-44 et le raccord 36, respectivement, qui ont des coefficients de dilatation thermique prédéterminés, différents C 1 et C 2, respectivement, on peut amener les tendances à la dilatation thermique radiale de ces parties àêtre plus proches ou égales Ceci parce que la dilatation thermique radiale, libre est directement proportionnelle à
la variation de température et au coefficient de dilatation.
Par exemple, si x C = 2 x C et T 2 indique des augmentations moyennes de température au-dessus de la température froide de non-fonctionnement des parties adjacentes ayant des coefficients de dilatation C et C 2, respectivement, alors aucune dilatation thermique différentielle, et par là aucune contrainte et déformation, ne se développera Par conséquent, en réalisant des parties adjacentes relativement chaude et froide de la chemise 12
qui ont, respectivement, des coefficients de dilatation re-
lativement faible et élevé, pour-rendre plus proches les di-
latations thermiques, on peut réduire la dilatation thermi-
que radiale différentielle entre le segment de chemise 44 et
le raccord 36, diminuant par là les contraintes et déforma-
tions induites thermiquement qui, sinon, existeraient.
Bien que le segment de chemise 44 fonctionne à des températures moyennes relatives plus élevées que celles du raccord 36, les températures réelles du segment 44 et du raccord 36 varient continuellement à travers eux, allant d'un maximum à la surface interne 42 du segment 44 à un minimum à proximité des ouvertures 52 du raccord 36 Pour diminuer la quantité de contraintes auxquelles sont soumis
les emplacements de soudure 36 c et 44 c, on place de préfé-
rence ces emplacements en des parties de la chemise 12 qui subissent une température se trouvant à mi-chemin entre les
températures maximum et minimum de cette dernière.
Bien entendu, on remarquera que les coefficients C 1 et C 2 n'ont pas une valeur constante mais dépendent
de la température Cependant, dans le cas de l'exemple sim-
ple décrit ci-dessus, les coefficients C 1 et C 2 repré-
sentent des valeurs moyennes pour la gamme de températures
de fonctionnement prévue.
L'alliage A 286, disposnible dans le commerce, constitue un exemple d'alliage approprié pour le raccord 36 il a un coefficient de dilatation C 2 compris entre entreenviron 5,0 x 10 6 par WC à température ambiante et ,56 x 10 6 par OC à 6490 C L'alliage Hastelloy X, disponible dans le commerce constitue un exemple d'alliage approprié pour le segment de chemise 44 7 il a un coefficient de dila tation C compris entre 4,3 x 106 par OC à température ambiante et 4,8 x 106 par OC à 6490 C. On peut aussi choisir différents autres matériaux si d'autres propriétés physiques sont recherchées en plus des coefficients de dilatation souhaités Par exemple, la
possibilité de fabriquer une chemise de chambre de combus-
tion en utilisant plusieurs matériaux permet d'obtenir une
souplesse supplémentaire en utilisant, pour les parties bas-
se température de la chambre de combustion, un matériau pos-
sédant des performances améliorées qu'autrement on ne pour-
-9- rait utiliser dans une chambre de combustion en un matériau unique parce qu'il ne conviendrait pas aussi bien pour les
parties à température élevée.
Un procédé de fabrication d'une chemise de chambre de combustion, telle que la chemise 12 de la figure 2, selon un mode de réalisation dé la présente invention comprend la réalisation d'un segment annulaire de chemise 44 ayant un coefficient de dilatation C 1 On réalise aussi un raccord annulaire 36 ayant un deuxième coefficient de dilatation C 2 et on le raccorde, de manière appropriée, par soudage en 44 c par exemple, à l'extrémité 44 b du segment de chemise
44 comme représenté figure 2 On peut raccorder ainsi de ma-
nière appropriée plusieurs raccords 36 et plusieurs segments de chemise 44, par exemple par soudage en 36 c et 44 d, pour
former-une chemise de chambre de combustion 12 complète.
On a représenté figures 3,un autre procédé de fa-
brication de chemise de chambre de combustion selon un autre mode de réalisation de l'invention Figure 3 A, on a réalisé une série de bandes plates 54 en un premier alliage ayant le premier coefficient de dilatation C 1 et une bande plate 56 en un deuxième alliage ayant le coefficient de dilatation C 2 On raccorde la bande 56 en deuxième alliageaux extrémités opposées 54 b et 54 a des bandes 54 en premier alliage adjacentes, par exemple par soudage On peut munir de manière appropriée, la bande 56 en deuxième alliage d'une
série d'ouvertures d'entrée 58, alignées et espacées longi-
tudinalement, comme représenté figure 3 A Ensuite on forme
les bandes 54 et 56 raccordées en un anneau 60 comme repré-
senté figure 3 B. On a représenté figure 3 C une vue en coupe de
l'anneau 60 de la figure 3 B qui montre une étape supplémen-
taire de fabrication de la bande 56 en deuxième alliage pour
définir une cavité 62 ayant un profil général incurvé.
Finalement, on a représenté en partie, figure 3 D, plusieurs anneaux 60 raccordés l'un à l'autre de manière - appropriée, par exemple par brasage, pour définir une partie
d'une chemise de chambre de combustion terminée.
On a représenté figure 4, un autre mode de réali-
sation de la présente invention comportant trois coeffi-
cients de dilatation thermique différents C 1, C 2 et C 3 Cette figure a pour but de montrer que la répartition des températures en fonctionnement des segments de chemise 44 et des raccords 36 peut être assez complexe et comporter
beaucoup plus de températures différentes que les deux tem-
pératures moyennes indiquées pour la chemise 12 représentée figure 2 Cependant, comme décrit ci-dessus, une chemise 12
comprenant seulement deux coefficients de dilatation thermi-
que différents C 1 et C 2 pour les segments de chemise 44
et les raccords 36 fournit une structure perfectionnée.
En se référant à la figure 4, le coefficient C 1
est inférieur à C 2, qui lui-même est inférieur à C 3.
Ceci a pour but d'indiquer que la température moyenne de la chemise 12 de chambre de combustion est plus élevée dans les zones ayant pour référence C 1 que dans celles ayant pour
référence C 2 qui a leur tour ont une température supérieu-
re à celle des zones ayant pour référence C 3 Dans de nom-
breuses applications il peut être souhaitable de réaliser une chemise de chambre de combustion ayant au moins trois, et peut être plus, parties adjacentes ayant des coefficients de dilatation thermique différents accordés aux différentes températures prévues pour ces pa rties pour ré duire les contraintes et déformations induites thermiquement de la manière décrite ci-dessus L'utilisation de nombreux coefficients de dilatation différents dans toute ia chemise 12 permet aussi la compensation de la dilatation thermique différentielle dans les parois de la chemise, telle que dans
la paroi du segment de chemise 44 qui comporte les coeffi-
cients C 1 et C 2 comme représenté figure 4 -On peut réa-
liser de manière optimale, une chemise de chambre de combus-
tion ayant des coefficients de dilatation qui varient conti-
il -
nuellement a travers la chemise pour réduire de manière ef-
ficace les contraintes thermiques dues à-la dilatation dif-
férentielle.
Bien entendu, on remarquera que le concept d'ac-
cord des coefficients de dilatation aux températures prévues des parties locales a pour but d'illustrer l'invention dans sa forme la plus simple En réalité, les chemises de chambre de combustion 12 et 14 sont des structures complexes dans
lesquelles les dilatations thermiques différentielles pro-
duisent des configurations de contraintes relativement com-
plexes Cependant, après avoir effectué une analyse détail-
lée des contraintes et au regard de ce qui est enseigné ici, l'homme de l'art peut choisir des coefficients de dilatation appropriés et définir plus précisément les différentes zones des chemises 12 et 14 pour obtenir les réductions maximum
des contraintes induites thermiquement.
Dans la mesure o la chemise de chambre de combus-
tion 12 représentée figure 4 est plus-complexe que celle re-
présentée figure 2, des procédés de fabrication appropriés sont nécessaires Par exemple, on peut fabriquer la chemise de chambre de combustion 12 de la figure 4 en utilisant des techniques de dépôt par plasma basse pression (DPBP) ou des techniques de métallurgie des poudres' connues de l'homme de l'art Ces techniques permettent des varia tions continues
des propriétés physiques à travers les che mises 12 et 14.
En outre, ces techniques permettent de choi sir des matériaux qui, autrement, ne pourraient être utili sés parce qu'ils ne sont pas disponibles sous forme de feuilles ou de pièces forgées ou -des matériaux n'ayant pas une
ductilité ou une soudabilité suffisante.
On a représenté figure 5, un exemple de procédé de
fabrication de la chemise de chambre de combustion 12, re-
présentée en traits discontinus utilisant une technique DPBP Décrit simplement, ce procédé consiste a réaliser un
mandrin annulaire 64 approprié Ensuite on pulvérise, de ma-
12 - nière appropriée un premier alliage 66 ayant un coefficient de dilatation C 1 sur le mandrin Puis on pulvérise un deuxième alliage 68 ayant un coefficient de dilatation C 2 sur le premier alliage 66 Le mandrin 64, les premier et deuxième alliage 66 et 68 sont, respectivement, formés et appliqués de manière prédéterminée, 'pour obtenir une chemise de chambre de combustion 12, qui, après usinage comportera un raccord 36 et un segment 44, tels que représentés figure 2 Bien entendu, une chemise plus complexe, telle que celle représentée figure 4 ou une chemise ayant des coefficients de dilatation variant continuellement à travers elle, peut
être aussi fabriquée convenablement en utilisant cette tech-
nique avec ou sans mandrin ou parties de mandrin supplémen-
taires si nécessaire.
Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des chemises de chambre de combustion annulaires, elle
peut être aussi utilisée pour des parties incurvées et pla-
tes de chemise définissant n'importe quel type de chambre de combustion En outre, on peut utiliser l'invention pour n'importe quelle chemise de chambre de combustion comportant
des segments de chemise de formes différentes et/ou des rac-
cords soumis à des dilatations thermiques différentielles.
i 5 85 08 13 -

Claims (9)

REVENDICATIONS
1 Chemise de chambre de combustion pour utilisa-
tion entre un fluide de refroidissement ( 38) et des gaz de combustion chauds ( 34) caractérisé en ce qu'elle comporte des parties adjacentes ayant des coefficients de dilatation
thermique différents qui ont pour effet de diminuer la con-
trainte due à la tendance à la dilatation thermique diffé-
rentielle des parties adjacentes.
2 Chemise de chambre de combustion selon la re-
vendication 1, caractérisée en ce que les coefficients de
dilatation varient de manière continue dans toute la chemise.
3 Chemise de chambre de combustion selon la re-
vendication 1, caractérisée en ce que les parties adjacentes comprennent des première et deuxième parties, la première partie subissant des températures plus élevées que la
deuxième partie et ayant un coefficient de dilatation ther-
mique inférieur à celui de la deuxième partie.
4 Chemise de chambre de combustion selon la re-
vendication 3, caractérisé en ce que la première partie com-
porte un segment de chemise ( 44) formant une barrière contre les gaz de combustion chauds ( 34) et en ce que la deuxième partie comporte un raccord -( 36) s'étendant à partir d'une extrémité ( 44 b) du segment de chemise ( 44), le raccord ( 36)
comportant une série d'ouvertures d'entrée ( 52) pour rece-
voir le fluide de refroidissement ( 38).
Chemise de chambre de combustion selon la re- vendication 4, caractérisée en ce que l'extrémité ( 44 b) du segment de chemise ( 44) comprend une lèvre d'extrémité -( 46),
la plus arrière qui coopère avec le raccord ( 36) pour défi-
nir une cavité ( 48) d'air de refroidissement ayant une ou-
verture de sortie ( 50) pour envoyer de l'air de refroidisse-
ment pour refroidir par film un deuxième segment de chemise
s'étendant à partir du raccord.
6 Chemise de chambre de combustion annulaire pour utilisation entre un fluide de refroidissement ( 38) et des 14 -
gaz de combustion ( 34) dans un moteur à turbine à gaz carac-
térisée en ce qu'elle comprend une série de segments de che-
mise ( 44) annulaires, coaxiaux, formant une barrière contre les gaz de combustion chauds et une série de raccords ( 36) annulaires raccordant les segments de chemise adjacents, ces raccords comprenant une série d'ouvertures d'entrée ( 52) et définissant des ouvertures de sortie ( 50) annulaires, les segments de chemise ( 44) ayant un coefficient de dilatation
thermique inférieur à celui des raccords ( 36).
7 Chemise de chambre de combustion pour utilisa-
tion entre un fluide de refroidissement ( 38) et des gaz de combustion chauds ( 34) caractérisée en ce qu'elle comprend des parties ( 36, 44) ayant des coefficients de dilatation thermique différents de sorte que les parties soumises à des
températures élevées ont des coefficients de dilatation re-
lativement faibles et les parties soumises à des températu-
res relativement faibles ont des coefficients de dilatation
relativement élevés.
8 Procédé de fabrication d'une chemise de chambre de combustion caractérisé en ce qu'il consiste à: réaliser un segment de chemise ( 44) annulaire ayant un premier coefficient de dilatation thermique (C 1); réaliser un raccord ( 36) annulaire ayant un
deuxième coefficient de dilatation thermique (C 2) supé-
rieur au premier coefficient de dilatation; et lier le raccord ( 36) à une extrémité ( 44 b) du
segment de chemise ( 44).
9 Procédé de fabrication d'une chemise de chambre de combustion caractérisé en ce qu'il consiste à: réaliser polusieurs bandes ( 54) en un premier alliage ayant un premier coefficient de -dilatation thermique
(C 1);
réaliser une bande ( 56) en un deuxième alliage ayant un deuxième coefficient de dilatation thermique (C 2)
supérieur à celui des bandes ( 54) en premier alliage.
- raccorder la deuxième bande ( 56) aux extrémités opposées ( 54 b, 54 a) de premières bandes ( 54) adjacentes; et former les premières et deuxièmes bandes ( 54,
56) en un anneau ( 60).
10 Procédé de fabrication d'une chemise de cham- bre de combustion selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il consiste à réaliser une série d'ouvertures d'entrée ( 58) dans la deuxième bande ( 56) et de former la deuxième bande en un raccord ( 36) définissant une cavité (-62) ayant
un profil général incurve.
FR8319451A 1982-12-08 1983-12-06 Chemise de chambre de combustion et procede de fabrication Expired FR2538508B1 (fr)

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SE (1) SE461749B (fr)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2604509A1 (fr) * 1986-09-25 1988-04-01 Snecma Procede de realisation d'un film de refroidissement pour chambre de combustion de turbomachine, film ainsi realise et chambre de combustion le comportant
DE4131069A1 (de) * 1991-01-22 1992-07-23 Gen Electric Brennkammerdom

Families Citing this family (65)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4655044A (en) * 1983-12-21 1987-04-07 United Technologies Corporation Coated high temperature combustor liner
DE3540942A1 (de) * 1985-11-19 1987-05-21 Mtu Muenchen Gmbh Umkehrbrennkammer, insbesondere umkehrringbrennkammer, fuer gasturbinentriebwerke, mit mindestens einer flammrohrwandfilmkuehleinrichtung
US4705455A (en) * 1985-12-23 1987-11-10 United Technologies Corporation Convergent-divergent film coolant passage
US4684323A (en) * 1985-12-23 1987-08-04 United Technologies Corporation Film cooling passages with curved corners
FR2593237B1 (fr) * 1986-01-17 1989-09-01 Hispano Suiza Sa Canal a flux froid d'inverseur de poussee de turboreacteur multiflux associe a des moyens combines de prelevements d'air
US5102299A (en) * 1986-11-10 1992-04-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Airfoil trailing edge cooling configuration
US4896510A (en) * 1987-02-06 1990-01-30 General Electric Company Combustor liner cooling arrangement
JPS63243630A (ja) * 1987-03-30 1988-10-11 Tokyo Electric Power Co Inc:The ガスタ−ビン燃焼器
US5083422A (en) * 1988-03-25 1992-01-28 General Electric Company Method of breach cooling
US4916906A (en) * 1988-03-25 1990-04-17 General Electric Company Breach-cooled structure
US5309636A (en) * 1990-01-19 1994-05-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Method for making film cooled sheet metal panel
US5405242A (en) * 1990-07-09 1995-04-11 United Technologies Corporation Cooled vane
CA2056592A1 (fr) * 1990-12-21 1992-06-22 Phillip D. Napoli Chemise de chambre de combustion a refroidissement par gaine d'air a trous multiples avec demarreur a gaine d'air rainuree
JP2597800B2 (ja) * 1992-06-12 1997-04-09 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ガスタービンエンジン用燃焼器
US5307637A (en) * 1992-07-09 1994-05-03 General Electric Company Angled multi-hole film cooled single wall combustor dome plate
US5261223A (en) * 1992-10-07 1993-11-16 General Electric Company Multi-hole film cooled combustor liner with rectangular film restarting holes
US5419681A (en) * 1993-01-25 1995-05-30 General Electric Company Film cooled wall
US5459995A (en) * 1994-06-27 1995-10-24 Solar Turbines Incorporated Turbine nozzle attachment system
US5749229A (en) * 1995-10-13 1998-05-12 General Electric Company Thermal spreading combustor liner
US6237344B1 (en) 1998-07-20 2001-05-29 General Electric Company Dimpled impingement baffle
US6250082B1 (en) * 1999-12-03 2001-06-26 General Electric Company Combustor rear facing step hot side contour method and apparatus
US6434821B1 (en) * 1999-12-06 2002-08-20 General Electric Company Method of making a combustion chamber liner
US6435816B1 (en) * 2000-11-03 2002-08-20 General Electric Co. Gas injector system and its fabrication
US6675582B2 (en) 2001-05-23 2004-01-13 General Electric Company Slot cooled combustor line
US6568079B2 (en) 2001-06-11 2003-05-27 General Electric Company Methods for replacing combustor liner panels
US6581285B2 (en) 2001-06-11 2003-06-24 General Electric Co. Methods for replacing nuggeted combustor liner panels
US6553767B2 (en) 2001-06-11 2003-04-29 General Electric Company Gas turbine combustor liner with asymmetric dilution holes machined from a single piece form
JP3924136B2 (ja) * 2001-06-27 2007-06-06 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器
US6651437B2 (en) * 2001-12-21 2003-11-25 General Electric Company Combustor liner and method for making thereof
US6749396B2 (en) 2002-06-17 2004-06-15 General Electric Company Failsafe film cooled wall
US6986201B2 (en) * 2002-12-04 2006-01-17 General Electric Company Methods for replacing combustor liners
US6782620B2 (en) 2003-01-28 2004-08-31 General Electric Company Methods for replacing a portion of a combustor dome assembly
US7065955B2 (en) * 2003-06-18 2006-06-27 General Electric Company Methods and apparatus for injecting cleaning fluids into combustors
US7007481B2 (en) * 2003-09-10 2006-03-07 General Electric Company Thick coated combustor liner
US7051532B2 (en) * 2003-10-17 2006-05-30 General Electric Company Methods and apparatus for film cooling gas turbine engine combustors
US7546684B2 (en) * 2004-07-27 2009-06-16 General Electric Company Method for repair and replacement of combustor liner panel
WO2006058629A1 (fr) * 2004-12-01 2006-06-08 Siemens Aktiengesellschaft Element ecran thermique, procede et moule pour sa fabrication, revetement a gaz chaud et chambre de combustion
EP1666797A1 (fr) * 2004-12-01 2006-06-07 Siemens Aktiengesellschaft Elément de bouclier thermique, son procédé de fabrication, bouclier thermique et chambre de combustion
US7546743B2 (en) * 2005-10-12 2009-06-16 General Electric Company Bolting configuration for joining ceramic combustor liner to metal mounting attachments
US7578134B2 (en) 2006-01-11 2009-08-25 General Electric Company Methods and apparatus for assembling gas turbine engines
US20080148565A1 (en) * 2006-12-22 2008-06-26 Edward John Emilianowicz Methods for making combustor liner replacement panels
US20100031664A1 (en) * 2006-12-22 2010-02-11 Edward John Emilianowicz Combustor liner replacement panels
JP2008261605A (ja) * 2007-04-13 2008-10-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
EP2039998A1 (fr) * 2007-09-24 2009-03-25 ALSTOM Technology Ltd Turbine à gaz avec segments de chemise soudés
US8516820B2 (en) * 2008-07-28 2013-08-27 Siemens Energy, Inc. Integral flow sleeve and fuel injector assembly
FR2953907B1 (fr) * 2009-12-11 2012-11-02 Snecma Chambre de combustion pour turbomachine
US9810081B2 (en) 2010-06-11 2017-11-07 Siemens Energy, Inc. Cooled conduit for conveying combustion gases
DE102011081112A1 (de) * 2011-08-17 2013-02-21 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Herstellung eines Bauteils für hohe thermische Belastungen, ein Bauteil herstellbar mit dem Verfahren und ein Flugzeugtriebwerk mit dem Bauteil
US20130074507A1 (en) * 2011-09-28 2013-03-28 Karthick Kaleeswaran Combustion liner for a turbine engine
US20140366544A1 (en) * 2013-06-13 2014-12-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor exit duct for gas turbine engines
GB201315871D0 (en) 2013-09-06 2013-10-23 Rolls Royce Plc A combustion chamber arrangement
US10794595B2 (en) * 2014-02-03 2020-10-06 Raytheon Technologies Corporation Stepped heat shield for a turbine engine combustor
EP2949871B1 (fr) * 2014-05-07 2017-03-01 United Technologies Corporation Segment d'aube variable
US10612403B2 (en) * 2014-08-07 2020-04-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor sliding joint
US10359194B2 (en) 2014-08-26 2019-07-23 Siemens Energy, Inc. Film cooling hole arrangement for acoustic resonators in gas turbine engines
GB201603166D0 (en) * 2016-02-24 2016-04-06 Rolls Royce Plc A combustion chamber
US10663168B2 (en) * 2017-08-02 2020-05-26 Raytheon Technologies Corporation End rail mate-face low pressure vortex minimization
US11015812B2 (en) 2018-05-07 2021-05-25 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Combustor bolted segmented architecture
CN111059575B (zh) * 2018-10-16 2022-05-10 中发天信(北京)航空发动机科技股份有限公司 涡喷发动机火焰筒外壳
US11371701B1 (en) 2021-02-03 2022-06-28 General Electric Company Combustor for a gas turbine engine
US11867402B2 (en) * 2021-03-19 2024-01-09 Rtx Corporation CMC stepped combustor liner
US11959643B2 (en) 2021-06-07 2024-04-16 General Electric Company Combustor for a gas turbine engine
US11774098B2 (en) 2021-06-07 2023-10-03 General Electric Company Combustor for a gas turbine engine
US11885495B2 (en) 2021-06-07 2024-01-30 General Electric Company Combustor for a gas turbine engine including a liner having a looped feature
CN113333549B (zh) * 2021-06-21 2022-09-06 西安远航真空钎焊技术有限公司 一种燃气轮机火焰筒前部环的加工方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH213787A (de) * 1940-03-26 1941-03-15 Bbc Brown Boveri & Cie Schaufelträger mit Zwischenstücke aufweisender Beschaufelung für Dampf- oder Gasturbinen, der hohen Treibmitteltemperaturen ausgesetzt ist.
GB698539A (en) * 1951-08-23 1953-10-14 Svenska Turbinfab Ab Expansible connecting element
FR1075897A (fr) * 1952-04-16 1954-10-20 Wiggin & Co Ltd Henry Perfectionnements aux objets en métal composite
US2938333A (en) * 1957-03-18 1960-05-31 Gen Motors Corp Combustion chamber liner construction
US3536103A (en) * 1968-12-27 1970-10-27 T O Paine Temperature sensitive flow regulator
GB1226751A (fr) * 1966-02-09 1971-03-31
US3995422A (en) * 1975-05-21 1976-12-07 General Electric Company Combustor liner structure

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2962256A (en) * 1956-03-28 1960-11-29 Napier & Son Ltd Turbine blade shroud rings
US3397732A (en) * 1966-01-03 1968-08-20 Army Usa Method for spray forming of tubular bodies
FR2012723A1 (fr) * 1968-07-11 1970-03-20 Messerschmitt Boelkow Blohm
GB1240009A (en) * 1968-07-27 1971-07-21 Leyland Gas Turbines Ltd Flame tube
GB1282856A (en) * 1970-02-18 1972-07-26 Leyland Gas Turbines Ltd Gas turbine engines
BE792224A (fr) * 1971-12-01 1973-03-30 Penny Robert N Element composite long ayant un coefficient de dilatation lineaire effectif predetermine
JPS5235112B2 (fr) * 1972-04-26 1977-09-07
US3845620A (en) * 1973-02-12 1974-11-05 Gen Electric Cooling film promoter for combustion chambers
US3918255A (en) * 1973-07-06 1975-11-11 Westinghouse Electric Corp Ceramic-lined combustion chamber and means for support of a liner with combustion air penetrations
GB1504129A (en) * 1974-06-29 1978-03-15 Rolls Royce Matching differential thermal expansions of components in heat engines
GB1484936A (en) * 1974-12-07 1977-09-08 Rolls Royce Gas turbine engines
US4050241A (en) * 1975-12-22 1977-09-27 General Electric Company Stabilizing dimple for combustion liner cooling slot
US4030875A (en) * 1975-12-22 1977-06-21 General Electric Company Integrated ceramic-metal combustor
GB1545783A (en) * 1976-05-03 1979-05-16 Rolls Royce Laminated metal material
US4259842A (en) * 1978-12-11 1981-04-07 General Electric Company Combustor liner slot with cooled props
FR2450349A1 (fr) * 1979-03-01 1980-09-26 Snecma Perfectionnement au refroidissement des parois de chambres de combustion par pellicule d'air
US4312186A (en) * 1979-10-17 1982-01-26 General Motors Corporation Shingled laminated porous material
JPS5857657B2 (ja) * 1980-02-01 1983-12-21 工業技術院長 ガスタ−ビン燃焼器の内筒
GB2087979B (en) * 1980-11-22 1984-02-22 Rolls Royce Gas turbine engine blade tip seal
GB2089434A (en) * 1980-12-09 1982-06-23 Rolls Royce Composite Ducts for Jet Pipes

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH213787A (de) * 1940-03-26 1941-03-15 Bbc Brown Boveri & Cie Schaufelträger mit Zwischenstücke aufweisender Beschaufelung für Dampf- oder Gasturbinen, der hohen Treibmitteltemperaturen ausgesetzt ist.
GB698539A (en) * 1951-08-23 1953-10-14 Svenska Turbinfab Ab Expansible connecting element
FR1075897A (fr) * 1952-04-16 1954-10-20 Wiggin & Co Ltd Henry Perfectionnements aux objets en métal composite
US2938333A (en) * 1957-03-18 1960-05-31 Gen Motors Corp Combustion chamber liner construction
GB1226751A (fr) * 1966-02-09 1971-03-31
US3536103A (en) * 1968-12-27 1970-10-27 T O Paine Temperature sensitive flow regulator
US3995422A (en) * 1975-05-21 1976-12-07 General Electric Company Combustor liner structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2604509A1 (fr) * 1986-09-25 1988-04-01 Snecma Procede de realisation d'un film de refroidissement pour chambre de combustion de turbomachine, film ainsi realise et chambre de combustion le comportant
EP0268505A1 (fr) * 1986-09-25 1988-05-25 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation "Snecma" Procédé de réalisation d'un film de refroidissement pour chambre de combustion de turbomachine, film ainsi réalisé et chambre de combustion le comportant
DE4131069A1 (de) * 1991-01-22 1992-07-23 Gen Electric Brennkammerdom

Also Published As

Publication number Publication date
GB2131540B (en) 1986-08-20
GB8331013D0 (en) 1983-12-29
IL70143A0 (en) 1984-02-29
JPS59119116A (ja) 1984-07-10
DE3343652A1 (de) 1984-06-14
US4485630A (en) 1984-12-04
IT8323910A0 (it) 1983-11-28
CA1209355A (fr) 1986-08-12
SE8305427L (sv) 1984-06-09
IL70143A (en) 1990-12-23
GB2131540A (en) 1984-06-20
SE8305427D0 (sv) 1983-10-03
FR2538508B1 (fr) 1988-10-28
IT1167667B (it) 1987-05-13
SE461749B (sv) 1990-03-19

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