FR2552860A1

FR2552860A1 - Chambre de combustion chemisee

Info

Publication number: FR2552860A1
Application number: FR8415112A
Authority: FR
Inventors: Thomas Lloyd Scott
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1983-10-03
Filing date: 1984-10-02
Publication date: 1985-04-05
Also published as: FR2552860B1; GB2147406B; US4567730A; DE3435611A1; JPS60111819A; GB2147406A; GB8422471D0; IT8422791A0; IT8422791A1; CA1217945A; IT1176775B

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UNE CHAMBRE DE COMBUSTION 10 POUR MOTEUR A TURBINE A GAZ QUI COMPORTE DES ENVELOPPES EXTERIEURE ET INTERIEURE 26, 28 PROTEGEES INTERIEUREMENT PAR DES CHEMISES EXTERIEURE ET INTERIEURE RESPECTIVES 32, 34. CHAQUE CHEMISE EST, DE PREFERENCE, FORMEE DE PLUSIEURS PARTIES 32A, 32B, 34A, 34B, CHAQUE PARTIE ETANT AVANTAGEUSEMENT COMPOSEE DE PLUSIEURS SEGMENTS. L'ENVELOPPE COMPORTE AU MOINS UNE FENTE D'EMPRISONNEMENT CIRCONFERENTIELLE 30 ET LA CHEMISE OU CHAQUE PARTIE DE CHEMISE COMPORTE UNE PARTIE D'ECRAN AXIALE AVAL 40 ET UNE LEVRE RADIALE AMONT 38 DISPOSEE DANS LA FENTE OU DANS UNE FENTE RESPECTIVE QUI LA PORTE. LA CHEMISE N'EST AINSI PAS FIXEE RIGIDEMENT A L'ENVELOPPE ET PEUT ETRE FABRIQUEE EN UN MATERIAU DIFFERENT DE CELUI DE L'ENVELOPPE ET RESISTANT A DES TEMPERATURES BIEN PLUS ELEVEES QUE LE MATERIAU DE L'ENVELOPPE. APPLICATION AUX MOTEURS A TURBINE A GAZ.

Description

La présente invention se rapporte à des chambres

de combustion pour turbine à gaz et elle a trait plus particulièrement à une chambre de combustion munie d'un agencement de chemise capable de supporter des températures éle5 vées.

L'accroissement du rendement des moteurs thermiques lorsque la température s'accroît a justifié les tentatives effectuées en vue d'augmenter les températures de combustion dans de tels moteurs La limitation principale à la 10 température de combustion a été la disponibilité en matériaux appropriés pour contenir le processus de combustion.

On a mis au point des matériaux appropriés pour pouvoir être utilisés dans un moteur à turbine à gaz qui ont des propriétés d'usinabilité et de façonnage convenables et 15 qui sont capables de supporter une température maximale

d'environ 843,33 C ( 1 550 F) pendant de longues périodes de temps A des températures plus élevées, ces matériaux souffrent de fatigue thermique ce qui se traduit par une corrosion et/ou une déformation.

Il est déjà connu dans la technique antérieure, pour augmenter la température de fonctionnement d'une chambre de combustion au-delà de la capacité des matériaux à haute température disponibles, de munir une telle chambre de combustion de turbine à gaz d'une structure de chemise rela25 2-

tivement complexe ce qui est par conséquent peu souhaitable portée par une enveloppe externe.

En outre, dans les systèmes modernes, la température de l'air disponible pour refroidir la chambre de com5 bustion est généralement plus élevée qu'elle ne l'était auparavant Plus précisément, par exemple, les rapports de pression du compresseur s'accroissent, ce qui entraîne une température plus élevée de l'air refoulé par le compresseur, par exemple, une température d'environ 426,66 à 593,33 C 10 ( 800 à 1 100 F) Dans les systèmes modernes qui comportent

un régénérateur ou récupérateur, la température de l'air de sortie du compresseur qui est introduit dans la chambre de combustion à travers le régénérateur peut être accrue depuis les températures habituelles jusqu'à des températures d'en15 viron 760 à 871,10 C ( 1 400 à 1 600 F) Ainsi, dans ces systèmes modernes, la différence de température entre l'air comprimé disponible pour le refroidissement et la limite de température des matériaux qui doivent être refroidis est insuffisante pour maintenir la température de la chemise in20 terne de la chambre de combustion à l'intérieur d'un intervalle qui puisse être supporté par les matériaux utilisés habituellement pour la fabrication des chambres de combustion.

Une autre tendance qui nécessite l'emploi de maté25 riaux à plus haute température dans une chambre de combustion de turbine à gaz est la tendance à utiliser des combustibles à plus grande énergie qui ne sont pas actuellement couramment employés dans de tels moteurs Certaines applications, par exemple, peuvent nécessiter l'emploi d'un combus30 tible qui a une énergie élevée par unité de volume De tels combustibles peuvent être typiquement constitués par une suspension comportant un liquide vecteur constitué par un hydrocarbure liquide contenant du carbone et/ou une poudre d'un métal, tel que de l'aluminium, du bore ou du zinc De 35 tels combustibles contribuent à accroître la température de 3 - la chemise interne de la chambre de combustion de deux manières Classiquement, les combustibles à haute énergie du type suspension ont des températures de flamme maximales supérieures à celles des combustibles hydrocarbonés seuls En 5 outre, de tels combustibles du type à suspension ont une émissivité rayonnante bien plus élevée que les combustibles hydrocarbonés classiques et ils produisent, de ce fait, un flux rayonnant élevé qui transfère de l'énergie thermique à la chemise interne de la chambre de combustion Cette combi10 naison entraîne la nécessité d'utiliser une chemise interne de chambre de combustion qui peut résister à une température comprise entre environ 1 093,33 et 1 648, 80 C ( 2000 et

3000 F).

Bien qu'il existe des matériaux de chemise qui 15 puissent résister à des températures plus élevées, ils ne possèdent pas les propriétés requises de façonnage, d'usinabilité, de soudabilité et de ductibilité qui permettraient de les former en chemises internes de chambre de combustion classiques sans qu'il soit nécessaire de leur donner des 20 formes et de les munir de dispositifs de fixation au reste

de la structure relativement complexes Plusieurs matériaux de chemise à haute température avantageux, tels que certaines céramiques et certaines fibres dans des liants, peuvent supporter des températures bien supérieures à 843,33 C 25 ( 1550 F).

Par exemple, le carbure de silicium peut résister à des températures aussi élevées qu'environ 1 537,77 C

( 2.800 F).

Un autre matériau à haute température est une fi30 bre de carbone contenue dans un liant de carbone, c'est-àdire un matériau carbone- carbone qui peut résister jusqu'à environ 1 648,88 C ( 3 000 F) Ce matériau doit être protégé de l'oxygène par une couche superficielle en verre ou céramique à haute température pour empêcher son oxydation.

Un autre matériau à haute température est un al-

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liage nickel-chrome stabilisé par une dispersion d'oxyde usuellement désigné par MA-956 qui peut résister à des températures s'élevant jusqu'à environ 1 148,88 C ( 2 100 F).

Les chambres de combustion classiques utilisent 5 typiquement des matériaux ayant approximativement les mêmes

coefficients thermiques de dilatation tant pour la chemise interne que pour la structure d'enveloppe Ceci est recommandé pour réduire les contraintes et tensions thermiques dues aux dilatations et contractions thermiques différen10 tielles entre la chemise et son enveloppe support.

Cependant, les matériaux de chemise à haute température décrites cidessus ont typiquement des coefficients thermiques de dilatation qui sont nettement différents de ceux des structures d'enveloppe classiques Dans un agence15 ment enveloppe-chemise classique, ceci provoquerait des contraintes thermiques accrues dues à des dilatations et contractions thermiques différentielles Dans un agencement comprenant une chemise en céramique, par exemple, les contraintes thermiques provoqueraient la rupture en service de 20 la chemise en céramique fragile et, par conséquent, un tel

agencement est inacceptable.

Par conséquent, la présente invention a pour buts de réaliser: une nouvelle chambre de combustion perfectionnée; 25 une chambre de combustion qui tire avantage des matériaux capables de supporter des températures plus élevées; une chambre de combustion capable de comporter une chemise interne de chambre de combustion ayant un coef30 ficient thermique de dilatation nettement différent de celui du reste de la structure; une chambre de combustion comprenant un ensemble de chambre de combustion relativement simple qui comporte une chemise interne qui est emprisonnée en position de ma35 nière à permettre un mouvement thermique différentiel entre

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la chemise et la structure environnante.

En résumé, la présente invention réalise une nouvelle chambre de combustion perfectionnée pour un moteur à turbine à gaz qui comporte une enveloppe ayant une fente 5 d'emprisonnement s'étendant dans une direction approximativement circulaire et une chemise interne ayant une lèvre disposée dans la fente pour supporter la chemise à une de ses extrémités Cet agencement est efficace et permet que la chemise puisse être fabriquée en un matériau à haute tempé10 rature qui est habituellement difficile à façonner et à supporter Dans un mode de réalisation, la fente d'emprisonnement est formée à la jonction de deux parties d'enveloppe et, pour avoir accès à un segment de chemise en vue de la remplacer, on peut enlever à la meule un cordon de soudure 15 qui assemble entre elles les deux parties d'enveloppe de façon ainsi à ouvrir la fente d'emprisonnement Les segments de chemise en matériau à haute température se chevauchent à leur jonction pour protéger la lèvre et pour établir un courant en nappe d'air de refroidissement le long des surfaces 20 intérieures aval.

La suite de la description se réfère aux figures

annexées qui représentent respectivement: Figure 1: une vue en coupe d'une chambre de combustion selon un mode de réalisation de l'invention; Figure 2: une vue en perspective d'un segment de chemise interne selon un autre mode de réalisation de l'invention; Figure 3: une vue à plus grande échelle d'une

fente d'emprisonnement appropriée pour le mode de réalisa30 tion de la Figure 1.

Sur la figure 1 à laquelle on se référera maintenant, on a désigné par la référence générale 10 une chambre de combustion d'un moteur à turbine à gaz selon un mode de réalisation de la présente invention Comme il est habituel, 35 de l'air comprimé 12 provenant d'un compresseur (non repré-

6 - senté) est canalisé autour de l'extérieur de la chambre de combustion 10 La chambre de combustion 10 peut être une structure annulaire, comme représenté, ou ce peut être, par

exemple, une chambre de combustion du type tuboannulaire.

Un injecteur de combustible classique 14 injecte du combustible atomisé, facultativement mélangé à de l'air, dans un générateur de turbulence 16 monté dans le dôme 18 de la chambre de combustion 10 Un dispositif d'allumage ou tube d'intercommunication d'allumage (non représenté) enflamme 10 le mélange air-combustible en aval de l'injecteur 14 de combustible La combustion du combustible se poursuit dans une zone de combustion 20 de la chambre de combustion 10, aidée par de l'air d'injection supplémentaire fourni d'une manière appropriée Les gaz de combustion 22 sortent de la chambre 15 de combustion à travers un distributeur de turbine 24 qui

dirige le courant 22 de gaz de combustion à haute énergie, se déplaçant rapidement vers une grille de pales ou aubes de turbine (non représentées) qui, à son tour, fait tourner une roue de turbine (non représentée) qui fournit de l'énergie 20 de rotation au compresseur et, éventuellement, à une charge.

Dans certaines applications, au lieu d'avoir une charge entraînée par la roue de turbine, la puissance de sortie est produite par un jet de gaz chauds à grande vitesse qui fournit une poussée.

En dehors de la chambre de combustion 10, le reste du moteur à turbine à gaz est classique et on ne le décrira pas en plus de détails Des exemples de moteurs à turbine à gaz comprenant des chambres de combustion de la technique antérieure sont décrits dans les brevets des EUA n 30 2 547 619 et n 2 699 648 qui doivent être considérés comme incorporés à la présente invention par la référence qui y

est faite ici.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la

chambre de combustion 10 comporte des enveloppes supports 35 annulaires radialement extérieure 26 et radialement inté-

7 - rieure 28 dans chacune desquelles est formée au moins une fente d'emprisonnement 30 Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, plusieurs fentes d'emprisonnement annulaires 30, axialement réparties, sont formées dans les 5 enveloppes 26 et 28 Les fentes 30 des enveloppes intérieure 26 et extérieure 28 s'étendent dans une direction approximativement circulaire et elles ont leur ouverture orientée dans l'ensemble radialement vers l'intérieur et, respectivement, vers l'extérieur On a également représenté une fente 10 d'emprisonnement 30 qui est formée d'une manière appropriée

à la jonction du dôme 18 et de l'enveloppe 26.

La chambre de combustion 10 comporte également des chemises internes s'étendant en arc de cercle, radialement extérieure 32 et intérieure 34 Dans le mode de réalisation 15 de l'invention représenté sur la figure 1, les chemises internes 32 et 34 comprennent plusieurs parties de chemise 32 a, 32 b et, respectivement, 34 a, 34 b qui se chevauchent et sont montés dans des fentes 30 respectives Une chicane allongée ou plaque de protection 35 est également prévue et 20 s'étend à partir du générateur de turbulence 16 de façon à recouvrir partiellement les chemises 32 et 34 de manière à

protéger le dôme 18 des gaz de combustion 22.

Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, les chemises 32 et 34 sont constituées par des élé25 ments annulaires Cependant, chacune des chemises 32 et 34

peut être formée par une série de segments de chemise 36 en arc de cercle, dont un a été représenté sur la figure 2, disposés en alignement circonférentiel pour former des anneaux.

Etant donné que les enveloppes extérieure et intérieure 26 et 28 et les chemises 32 et 34 sont d'une construction semblable et sont approximativement les images miroir les unes des autres, on décrira l'invention plus en détail uniquement en se référant à l'enveloppe extérieure 26 35 et à la chemise extérieure 32 Cependant, il est bien enten-

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du que l'enveloppe intérieure 28 et la chemise intérieure 34 de la chambre de combustion 10 entrent également dans le cadre de la présente invention.

La chemise extérieure 32 comporte une lèvre ou 5 partie de lèvre 38 et une partie d'écran 40 disposées, de

préférence, respectivement à l'extrémité amont et à l'extrémité aval de la chemise 32 La lèvre 38 est inclinée par rapport à la partie d'écran 40 et, dans le mode de réalisation représenté, elle est disposée approximativement perpen10 diculairement à la partie d'écran 40 et s'étend dans l'ensemble radialement vers l'extérieur à partir de cette partie d'écran 40 De même, la lèvre 38 de la chemise intérieure 34 est inclinée vers l'intérieur dans une direction approximativement radiale.

La lèvre 38 de la chemise 32 est simplement disposée ou emprisonnée dans la fente d'emprisonnement 30 sans y être rigidement fixée Cet agencement, y compris la lèvre 38, sert simplement à supporter la chemise 32 à une seule de ses extrémités, c'est-à-dire à l'extrémité portant la lèvre 20 38, dans l'enveloppe extérieure 26 La partie d'écran 40

s'étend vers l'aval dans la chambre de combustion et elle est disposée entre l'enveloppe 26 et la zone de combustion 20 pour protéger l'enveloppe extérieure 26 des gaz de combustion 22.

On remarquera que, du fait que la chemise 32 est constituée par un élément annulaire ou par un élément de forme annulaire composé de plusieurs segments de chemise 36, tels que celui représenté sur la figure Z, qui sont disposés en alignement circonférentiel dans la fente 30, la chemise 30 32 peut être portée axialement et radialement à une seule de ses extrémités par la lèvre 38 disposée dans la fente 30 La chemise 32 peut, de ce fait, se dilater et se contracter thermiquement librement à partir de la lèvre 38 Ceci constitue une caractéristique avantageuse de la présente inven35 tion qui accroit notablement la durée de vie de la chemise, 9 - étant donné que les contraintes dues aux dilatations et contractions thermiques différentielles entre l'enveloppe 26 et la chemise 32 sont considérablement réduites, voire supprimées, du fait que la chemise 32 peut librement se dilater dans des directions générales axiale et radiale. En outre, étant donné que la chemise 32 n'est portée qu'à une extrémité, elle peut avoir une structure relativement simple, comprenant au moins la lèvre 38 et la partie d'écran 40 L'emploi des formes complexes classiques et 10 des agencements supports multipoints n'est pas nécessaire et, par conséquent, la soudabilité et la ductilité, par exemple, ne sont plus des limitations en ce qui concerne le

choix des matériaux utilisés.

Par conséquent, il n'est plus nécessaire de choi15 sir le matériau de la chemise 32 parmi des matériaux classiques, tels que les alliages HAST-X et HS-188, par exemple, mais ce matériau peut maintenant être un matériau capable de supporter des températures plus élevées que celles auxquelles peut résister le matériau de l'enveloppe Etant donné 20 que la partie d'écran 40 de la chemise 32 est disposée entre la zone de combustion 20 et l'enveloppe 26, la chemise 32 est exposée à des températures nettement plus élevées que ne l'est l'enveloppe 26 Par conséquent, l'enveloppe 26 et la chemise 32 peuvent être fabriquées en des matériaux diffé25 rents: l'enveloppe 26 peut être simplement fabriquée en matériaux classiques et l'on peut utiliser pour la chemise 32 des matériaux ayant des propriétés de résistance élevée aux

hautes températures.

Par exemple, la chemise 32 peut être fabriquée 30 dans des matériaux céramiques ou dans des matériaux carbone-carbone Ces matériaux possèdent une plus grande résistance à l'oxydation que le matériau classique décrit ci-dessus et ils sont capable de conserver leur forme aux températures élevées, résistant ainsi à des températures plus éle35 vées que les matériaux classiques de l'enveloppe 26 Bien - que ces matériaux à haute température soient difficiles à façonner, on remarquera que la chemise 32 est une structure relativement simple, étant donné qu'elle n'est montée sur l'enveloppe 26 qu'à une extrémité et qu'elle est, de ce fait, plus facile à fabriquer. En outre, il est bien connu que les céramiques, par exemple, sont classiquement des structures fragiles qui sont incapables de supporter des tensions internes importantes Etant donné que la chemise 32 peut librement se dilater 10 et se contracter par rapport à l'enveloppe 26, les tensions

internes qui y sont engendrées sont fortement réduites, ce qui rend ainsi possible l'utilisation d'un matériau céramique.

On doit noter que dans les ensembles de chambre de 15 combustion classiques, dans lesquels une chemise est fixée à une structure d'enveloppe support, on choisit des matériaux qui ont des coefficients thermiques de dilatation approximativement identiques pour réduire les contraintes dues aux dilatations et contractions thermiques différentielles Ce20 pendant, conformément à la présente invention, les matériaux utilisés pour la chemise 32 peuvent maintenant avoir des coefficients thermiques de dilatation nettenement différents

de celui de l'enveloppe 26, comme décrit ci-dessus.

D'autres caractéristiques de la présente invention 25 sont notamment l'emploi d'une série d'ouvertures 42 d'air de refroidissement formées dans l'enveloppe extérieure 26 et qui servent à canaliser des jets à grande vitesse d'air 44 de refroidissement par impact vers la surface extérieure 46 de la chemise 32 L'air qui circule entre l'enveloppe exté30 rieure 26 et la chemise 32 peut s'écouler radialement par une ouverture d'air de dilution 48 facultative formée dans la chemise 32, ouverture qui sert à recevoir et à guider une partie de l'air 44 de refroidissement par impact afin de fournir de l'air de dilution 50 à la zone de combustion 20 35 pour achever la combustion et pour réduire la température il - des gaz de combustion 22 En outre, une partie de l'air 44 de refroidissement par impact s'écoule également axialement entre l'enveloppe extérieure 26 et la chemise 32 vers l'aval pour produire un écoulement en nappe d'un film d'air de re5 froidissement 52 Le film d'air de refroidissement 52

s'écoule entre les parties de chemise adjacentes 32 a et 2 b qui se chevauchent et le long de la surface intérieure 54 de la partie de chemise aval 32 b Le film d'air de refroidissement 52 tend à maintenir les surfaces intérieures 54 de la 10 chemise 32 à une température inférieure à celle qu'elles atteindraient sous cette disposition.

Sur la figure 3 à laquelle on se référera, on a représenté une construction recommandée illustrative de la fente d'emprisonnement 30 pour la chambre de combustion 10 15 représentée sur la figure 1 Dans le mode de réalisation représenté, la fente 30 a une forme approximativement en U et comporte un sommet 56 L'enveloppe extérieure 26 comporte des premières et secondes parties d'enveloppe 26 a et, respectivement, 26 b axialement adjacentes qui sont rigidement 20 fixées l'une à l'autre à leurs extrémités complémentaires 58 et, respectivement, 60 et forment entre elles la fente 30 et

le sommet 56.

La fente d'emprisonnement 30 est également délimitée par une première paroi 62 orientée radialement qui fait 25 partie intégrante de l'extrémité aval 58 de la première partie d'enveloppe 26 a Un premier coude 64 à angle droit formé à l'extrémité radialement extérieure de la première paroi 62 positionne une première surface de joint 66 dans une orientation approximativement radiale De même, une seconde paroi 30 68 orientée radialement qui fait partie intégrante de l'extrémité amont 60 de la partie d'enveloppe 26 b comporte un second coude 70 à angle droit formé à son extrémité radialement extérieure pour positionner une seconde surface de joint 72 parallèlement à la première surface de joint 66. 35 Les premier et second coudes 64 et 70 servent à placer les 12 -

première et seconde surfaces de joint 66 et 72 en butée l'une contre l'autre Les surfaces de paroi intérieures 74 et 76 respectivement de la paroi 62 et de la paroi 68 sont parallèles entre elles et s'étendent radialement par rapport 5 à l'axe géométrique de la chambre de combustion 10 pour délimiter la fente d'emprisonnement 30.

La lèvre radiale 38 de la deuxième partie de chemise 32 b s'adapte dans la fente d'emprisonnement 30 La partie d'écran 40 de la premère partie de chemise 32 a est ra10 dialement espacée de la lèvre 38 et de l'extrémité amont de la partie d'écran 40 de la deuxième partie de chemise 32 b qu'elle chevauche sur une distance appropriée pour protéger efficacement la lèvre 38 et la fente 30 d'une exposition directe aux gaz de combustion 22 contenus dans la chambre de combustion 10 Ainsi, la lèvre 38 et les parois 32 et 68

sont efficacement isolées des gaz de combustion et reçoivent un refroidissement important par les courants d'air 12 et 52.

On notera, à l'examen du mode de réalisation illustratif de la fente d'emprisonnement 30 représenté sur la 20 figure 3, que les dimensions radiales des parois 62 et 68

peuvent être différentes En d'autres termes, la première paroi 62 a une première dimension radiale 78 plus grande de sorte qu'une première surface intérieure 80 de la première partie d'enveloppe 26 a est approximativement alignée avec la 25 surface intérieure 54 de la partie de chemise 32 b La dimension radiale 82 de la paroi 68, ou seconde dimension, est nettement plus petite que la première dimension radiale 78 de sorte qu'une surface intérieure 84 de la partie d'enveloppe 26 b, en combinaison avec la surface extérieure 46 de 30 la partie de chemise 32 b, délimite un canal 86 d'écoulement d'air pour conduire entre elles le courant d'air 44 de refroidissement par impact et le film d'air 52.

Bien que les parties d'enveloppe 26 a et 26 b puissent avoir un coefficient thermique de dilatation nettement 35 différent du coefficient thermique de dilatation de la che-

13 - mise 32 et de sa lèvre 38, le fait que la lèvre radiale 38 soit simplement emprisonnée dans la fente d'emprisonnement 30, ce qui permet ainsi un mouvement important de la lèvre 38, supprime les contraintes mécaniques qui, sinon, seraient 5 produites par la différence de dilatation des matériaux Par

conséquent, on peut fabriquer la chemise 32 en céramique ou en d'autres matériaux qui ne possèdent pas les propriétés de façonnage et d'usinage jusqu'à présent requises étant donné que l'usinage et la fixation de ce matériau ne sont pas né10 cessaires pour la mise en oeuvre de l'invention.

On notera que la lèvre 38 peut se déplacer sur une distance radiale importante dans la fente d'emprisonnement 30 pour permettre le libre jeu de la composante radiale de toute dilatation thermique différentielle entre l'enveloppe 15 26 et la chemise 32 Dans certains cas, il peut être souhaitable d'utiliser des moyens pour centrer la chemise 32 par rapport à l'enveloppe 26 On peut obtenir ce résultat en prévoyant une série de bossages ou éléments d'espacement 88 répartis autour de la circonférence de la chemise, de préfé20 rence, trois bossages 88 équidistants, formés sur la surface extérieure 46 de la partie de chemise 32 a comme représenté de manière plus détaillée sur les figures 2 et 3 de façon à être en contact avec la surface intérieure 54 de la partie de chemise 32 b ou vice-versa Etant donné que ces deux par25 ties de chemise 32 a et 32 b, du fait qu'elles sont fabriquées dans le même matériau, ont approximativement le même coefficient thermique de dilatation, le contact de stabilisation avec les bossages 88 ne devrait pas provoquer de fissurations ni d'autres dommages Etant donné que les emplacements 30 de bossages 88 sont protégés contre un contact direct avec les gaz de combustion 22, on peut utiliser un matériau élastique ayant de moins bonnes propriétés de résistance aux températures élevées dans les emplacements généraux occupés par les bossages 88 ou dans d'autres emplacements appropriés 35 comme, par exemple, entre la partie d'enveloppe 26 b et la 14 - partie de chemise 32 b Du fait de l'élasticité de tels bossages de centrage élastiques (non représentés) la différence de dilatation entre la partie d'enveloppe 26 b et la partie

de chemise 32 b peut être rattrapée.

Dans certaines applications, il peut être souhaitable de prévoir des dispositions pour permettre le remplacement des parties de chemise Ce résultats peut être facilement obtenu dans le mode de réalisation des figures 1 et 3 en utilisant un cordon de soudure 90 qui joint la partie ra10 dialement la plus extérieure des première et secondes surfaces de joint 66 et 72 dans la région du sommet 56 Bien qu'on ait représenté un cordon de soudure 90, on peut également utiliser d'autres moyens d'assemblage appropriés quelconques, tels qu'un boulonnage ou rivetage, un agrafage, etc. 15 Un procédé de réparation de la chambre de combustion 10 consistera alors à séparer les parties de l'enveloppe 26 au niveau de la fente d'emprisonnement 30 en enlevant d'une manière appropriée le cordon de soudure 90, par exemple par meulage, pour séparer les parties d'enveloppe 26 a et 20 26 b et libérer, de ce fait, la lèvre 38 de la fente d'emprisonnement 30 On peut alors remplacer la chemise détachée 32 en introduisant la lèvre 38 d'une chemise de rechange neuve 32 en place entre les parties d'enveloppe séparées 26 a et 26 b, puis en rassemblant entre elles les parties d'enveloppe 25 séparées, par exemple, au moyen d'une opération de soudure

pour produire un nouveau cordon de soudure 90.

Il apparaîtra clairement aux spécialistes de la

technique que l'on peut fabriquer des chambres de combustion en utilisant une seule partie 32 ou plusieures parties 32 a, 30 32 b qui sont emprisonnées dans plusieurs fentes d'emprisonnement 30 axialement espacées et se chevauchant de la manière représentée sur la figure 1 Dans un moteur simple à un seul emploi, on peut utiliser une unique partie de chemise 26 a en matériau à haute température pour former la totalité 35 de la chemise.

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Bien qu'on ait décrit ci-dessous des modes de réalisation spécifiques de l'invention en se référant aux dessins annexés, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée à ces modes de réalisation et que les spécialistes S de la technique peuvent y apporter divers changements et modifications sans sortir du cadre ni s'écarter de l'esprit de l'invention, telle que définie dans les revendications annexées.

Par exemple, bien qu'on ait décrit un type parti10 culier de fente 30 etun procédé particulier pour la former, il ressort clairement des enseignements donnés ici que l'on peut utiliser une fente 30 formée d'une manière appropriée quelconque La fente 30 peut être orientée approximativement radialement ou elle peut même être inclinée pour certaines 15 applications En outre, lorsque des segments de chemise 36, tels que celui représenté sur la figure 2, sont utilisés, un procédé de réparation peut comporter l'étape qui consiste à enlever des segments de chemise 36 de l'intérieur de la chambre de combustion 10 On peut ensuite introduire les 20 segments de chemise de rechange un à un dans la chambre, des

moyens appropriés étant utilisés pour mettre en place le dernier segment et créer ainsi une structure de forme annulaire.

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Claims

REVENDICATIONS

1 Chambre de combustion ( 10) ayant une zone de combustion ( 20), caractérisée en ce qu'elle comporte: une enveloppe ( 26, 28) comportant une fente 5 d'emprisonnement ( 30), la fente s'étendant approximativement dans la direction de la circonférence de l'enveloppe et ayant une ouverture qui fait face à une direction radiale; une chemise interne courbe ( 32, 34) ayant une lèvre ( 38), cette lèvre étant disposée dans la fente de fa10 çon à porter la chemise, à une extrémité, dans l'enveloppe, et une partie d'écran ( 40) disposée entre l'enveloppe et la

zone de combustion.

2 Chambre de combustion selon la revendication 1,

caractérisée en ce que la chemise interne ( 32, 34) est cons15 tituée par un élément annulaire.

3 Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que la chemise interne ( 32, 34) comprend plusieurs segments de chemise ( 36) disposés en alignement

circonférentiel dans la fente ( 30).

4 Chambre de combustion selon la revendication 1,

caractérisée en ce que l'enveloppe ( 26, 28) et la chemise interne ( 32, 34) sont fabriquées en des matériaux dissemblables, le matériau de la chemise étant approprié pour résister à des températures plus élevées que la matériau de l'en25 veloppe.

Chambre de combustion selon la revendication 4,

caractérisée en ce que le matériau de la chemise est une céramique.

6 Chambre de combustion selon la revendication 4, 30 caractérisée en ce que le matériau de la chemise est du carbone-carbone.

7 Chambre de combustion selon la revendication 1,

caractérisée en ce que la lèvre ( 38) est disposée à une extrémité amont de la chemise interne ( 32, 34).

8 Chambre de combustion selon la revendication 1, 17 -

caractérisée en ce que l'enveloppe est une enveloppe extérieure ( 26) et l'ouverture précitée de la fente ( 30) est orientée radialement vers l'intérieur tandis que la chemise interne est une chemise interne extérieure ( 32) et que la 5 lèvre ( 38) est orientée approximativement radialement et dirigée vers l'extérieur.

9 Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe est une enveloppe intérieure ( 28) et l'ouverture précitée de la fente ( 30) est 10 orientée radialement vers l'extérieur tandis que la chemise

interne est une chemise interne intérieure ( 34) et que la lèvre ( 38) est orientée approximativement radialement et dirigée vers l'intérieur.

Chambre de combustion selon la revendication 15 1, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs fentes d'emprisonnement ( 30) axialement espacées formées dans l'enveloppe ( 26, 28) et en ce que la chemise interne ( 32, 34) comprend plusieurs parties de chemise ( 32 a, 32 b et 34 a, 34 b) disposées chacune dans une fente respective, chacune des 20 parties de chemise ayant une lèvre ( 38) et une partie

d'écran ( 40).

11 Chambre de combustion selon la revendication , caractérisé en ce que la partie d'écran ( 40) d'une première partie de chemise ( 32 a, 34 a) est espacée radialement 25 de la lèvre ( 38) d'une seconde partie de chemise adjacente ( 32 b, 34 b) qu'elle chevauche pour protéger cette lèvre et la

fente correspondante des gaz de combustion.

12 Chambre de combustion selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'une des première et seconde 30 parties de chemise ( 32 a, 32 b, 34 a, 34 b) comporte trois bossages ( 88) disposés de façon à être en appui contre l'autre partie pour centrer l'une au moins des première et seconde

parties de chemise dans la chambre de combustion.

13 Chambre de combustion selon la revendication 35 10, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, une série

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d'ouvertures ( 42) d'air de refroidissement formées dans l'enveloppe ( 26, 28) et qui servent à diriger de l'air de refroidissement de manière qu'il frappe une surface extérieure ( 46) d'une partie de chemise et s'écoule ensuite le 5 long d'une surface intérieure ( 54) d'une partie de chemise

avant adjacente.

14 Chambre de combustion selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'une au moins des parties de chemise ( 32 a, 32 b, 34 a, 34 b) comporte au moins une ouverture 10 de dilution ( 48) qui sert à recevoir et à guider une partie

de l'air de refroidissement par impact de manière qu'il dilue les gaz de combustion contenus dans la chambre de combustion.

Chambre de combustion selon la revendication 15 1, caractérisée en ce que la fente ( 30) a une forme générale

en U et comporte un sommet ( 56).

16 Chambre de combustion selon la revendication , caractérisée en ce que la fente ( 30) est formée par des extrémités complémentaires des première et secondes parties 20 d'enveloppe ( 26 a, 26 b) rigidement fixées entre elles audit

sommet ( 56).

17 Chambre de combustion selon la revendication 16, caractérisée en ce que la fente ( 30) comporte une première paroi ( 62) orientée radialement faisant partie inté25 grante de l'extrémité aval ( 58) de la première partie d'enveloppe ( 26 a), une seconde paroi ( 68) orientée radialement faisant partie intégrante de l'extrémité amont ( 60) de la deuxième partie d'enveloppe ( 26 b), un premier coude ( 64) formé à une extrémité radialement extérieure de la première 30 paroi orientée radialement, un second coude ( 70) formé à une extrémité radialement extérieure de la seconde paroi orientée radialement, les premier et second coudes servant à placer des première et seconde surfaces de joint ( 66, 72) en

butée l'une contre l'autre.

18 Chambre de combustion selon la revendication 19 -

17, caractérisé en ce qu'elle comporte, en outre, un cordon de soudure ( 90) qui joint entre elles une partie de la première et une partie de la seconde surface de joint.

19 Chambre de combustion selon la revendication 5 18, caractérisée en ce que les parties précitées sont des parties radialement extérieures de sorte que l'on peut enlever le cordon de soudure ( 90) pour avoir accès à une chemise

interne ( 32) portée dans la fente ( 30).

Chambre de combustion selon la revendication 10 17, caractérisée en ce que la première paroi ( 62) orientée

radialement a une première dimension radiale ( 78) qui sert à aligner une surface intérieure ( 80) de la première partie d'enveloppe ( 26 a) avec une surface intérieure ( 54) d'une partie de chemise ( 32 a) porté dans ladite fente ( 30) et en 15 ce que la seconde paroi ( 68) orientée radialement a une seconde dimension radiale ( 82) plus petite que la première dimension radiale pour former un canal d'écoulement d'air.

21 Chambre de combustion ( 10) pour un moteur à turbine à gaz caractérisé en ce qu'elle comporte: 20 un dôme ( 18); une enveloppe extérieure ( 26) comportant au moins des première et seconde parties d'enveloppe ( 26 a, 26 b); une première fente d'emprisonnement ( 30) radialement orientée formée à la jonction du dôme et de la pre25 mière parties d'enveloppe; une seconde fente d'emprisonnement ( 30) radialement orientée formée à la jonction des première et seconde parties d'enveloppe;

une première partie de chemise interne ( 32 a) 30 montée à l'intérieur de l'enveloppe et comportant une première lèvre ( 38) orientée radialement à son extrémité amont qui est emprisonnée dans la première fente d'emprisonnement orientée radialement et sert à retenir la première partie de chemise dans la chambre de combustion espacée vers l'inté35 rieur de la première partie d'enveloppe pour former un pre-

- mier canal d'écoulement; au moins une seconde partie de chemise interne ( 32 b) montée à l'intérieur de l'enveloppe et comportant une seconde lèvre orientée radialement, à son extrémité amont, 5 qui est emprisonnée dans la seconde fente d'emprisonnement orientée radialement et sert à retenir la seconde partie de chemise dans la chambre de combustion espacée vers l'intérieur de la seconde partie d'enveloppe; et des moyens ( 42) pour admettre un courant d'air à 10 travers la première partie d'enveloppe dans le canal d'écoulement; une extrémité aval de la première partie de chemise ( 32 a) étant espacée radialement vers l'intérieur d'une extrémité amont de la seconde partie de chemise ( 32 b) qu'el15 le chevauche pour permettre à un courant d'air de refroidissement pelliculaire en forme de nappe de s'écouler hors du canal d'écoulement le long d'une surface intérieure ( 54) de la seconde partie de chemise, ce chevauchement et ce courant d'air servant à protéger la seconde fente d'emprisonnement 20 orientée radialement des températures qui règnent dans la

zone de combustion ( 20) de la chambre de combustion.

22 Chemise interne courbe ( 26, 28) pour une chambre de combustion ( 10) laquelle comporte une fente d'emprisonnement ( 30) pour recevoir et porter une extrémité de la 25 chemise interne, caractérisée en ce qu'elle comporte une lèvre ( 38) et une partie d'écran ( 40), la lèvre étant inclinée

par rapport à la partie d'écran.

23 Chemise interne selon la revendication 22, caractérisée en ce que la lèvre ( 38) est inclinée approximati30 vement perpendiculairement par rapport à la partie d'écran

( 40).

24 Chemise interne selon la revendication 22, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée en un matériau dissemblable de celui de l'enveloppe ( 26), le matériau de la 35 chemise étant approprié pour résister à des températures

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plus élevées que celles auxquelles peut résister le matériau

de l'enveloppe.

Chemise interne selon la revendication 24, caractérisée en ce que le matériau de la chemise est une céra5 mique.

26 Chemise interne selon la revendication 24, caractérisée en ce que le matériau de la chambre est du carbone-carbone.

27 Procédé pour réparer une chambre de combustion 10 ayant une enveloppe ( 26, 28) qui comporte une fente d'emprisonnement ( 30) pour recevoir et porter une extrémité d'une chemise interne ( 32, 34) ayant une partie de lèvre ( 38), ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à séparer l'enveloppe en deux au niveau de la 15 fente d'emprisonnement ( 30); à introduire une chemise interne de rechange entre les parties séparées de l'enveloppe; et

à réassembler les parties séparées de l'enveloppe.