FR2728330A1

FR2728330A1 - Systeme de refroidissement en particulier de la paroi arriere du tube de flammes d'une chambre de combustion pour propulseur a turbine a gaz

Info

Publication number: FR2728330A1
Application number: FR9514920A
Authority: FR
Inventors: Nikolaos Zarzalis; Gunter Meikis
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1994-12-16
Filing date: 1995-12-15
Publication date: 1996-06-21
Anticipated expiration: 2015-12-15
Also published as: FR2728330B1; JPH08232685A; GB9523579D0; GB2296084A; GB2296084B; US5765376A; DE4444961A1

Abstract

Système de refroidissement dont la paroi arrière (5) constitue au moins une conduite d'air de refroidissement (16) en forme de canal pour l'air comprimé amené pour le refroidissement des parois; la conduite d'air de refroidissement (16) est en liaison sur son côté aval sur le brûleur (6) avec le tube de flammes (4) d'une manière telle que l'air comprimé s'écoulant de la conduite d'air de refroidissement (16) brûle déjà à la racine de la flamme dans le zone primaire (P) .

Description

l

" Système de refroidissement en particulier de la paroi ar-

rière du tube de flammes d'une chambre de combustion pour propulseur à turbine à gaz "

L'invention concerne un système de refroidisse-

ment en particulier de la paroi arrière du tube de flammes d'une chambre de combustion pour des propulseurs à turbine

à gaz avec au moins un brûleur, disposé sur la paroi ar-

rière, qui présente un injecteur de carburant et au moins un dispositif d'impact, disposé coaxialement à l'injecteur

de carburant pour l'amenée d'air comburant, la paroi ar-

rière étant refroidie par de l'air comprimé extrait d'un

compresseur et amené à la chambre de combustion à l'extré-

mité de tête.

Des brûleurs récents selon le document DE-

OS 41 10 507, par exemple à la figure 6, de type connu,

fonctionnent avec l'alimentation de l'air comburant qui su-

bit un tourbillonnement périphérique par rapport au carbu-

rant alimenté d'une manière telle que dans la zone primaire de la chambre de combustion, il se produit des tourbillons

de rotation avec du carburant sous forme de brouillard ré-

parti uniformément et lié en partie en se vaporisant. La combustion commence directement en aval de la paroi arrière du tube de flammes, de telle sorte que la paroi arrière et les parties du brûleur contenues sur celle-ci sont soumises à des charges extrêmement élevées de température. Aux fins de résister à la température, il faut refroidir la paroi

arrière. Pour refroidir la paroi arrière du tube de flam-

mes, il est déjà connu d'utiliser ce qu'on appelle "un re- froidissement de choc" (document DE-OS 33 28 682). En outre, il est connu par le document DE-OS 38 15 382 de5 constituer la paroi arrière à double paroi et de la refroi- dir par convection, la partie de la paroi arrière, qui se trouve en amont, présentant des ouvertures réparties loca- lement pour l'amenée de l'air dans le canal de refroidisse- ment situé entre les deux parties de la paroi. Dans les10 deux cas connus (refroidissement par choc), (refroidis- sement par convection), l'air de refroidissement utilisé est amené radialement en haut du côté intérieur au tube de flammes sous la forme d'un film de refroidissement. Dans le cas d'une position locale, de ce type, en aval de l'air de15 refroidissement par rapport à la zone de la réaction, ainsi que selon l'état de la charge et la température dans la chambre de combustion, l'air de refroidissement utilisé ne prend pas part de façon prépondérante ou seulement des fa- çon partielle à la combustion, de telle sorte qu'il n'est pas possible d'avoir une combustion uniforme. Il peut se produire localement des mélanges air-carburant plus riches en air ou plus pauvres en air à partir des parties restan- tes disponibles de l'alimentation en carburant ou de l'ali- mentation en air de refroidissement, qui brûlent en même25 temps localement et en tombant. De cette façon, il peut se produire des pointes de température locales qui chargent la tête de la chambre de combustion ou la paroi arrière. On doit aussi s'attendre de cette façon à des émissions ac- crues de matières polluantes (C, CO, CxHy).30 Dans le cadre des points de vue évoqués, l'air de refroidissement utilisé ne peut pas devenir utilisable, d'une manière telle qu'il soit déjà possible d'avoir à la racine de la flamme une combustion uniforme et stable dans

la zone primaire. Dans l'intérêt d'une combustion aussi ho-

mogène que possible, on essaie en outre de s'en sortir avec

une quantité d'air aussi faible que possible, l'air de re-

froidissement étant obtenu à partir d'air comprimé. De fai-

bles quantités d'air de refroidissement de ce type souvent

ne suffisent pas pour obtenir un refroidissement très effi-

cace. L'invention a pour objet de créer un système de refroidissement avec un brûleur du type mentionné au début, qui rende possible sans pertes notables un refroidissement très efficace de la paroi arrière du tube de flammes et de parties du brûleur lors d'une combustion uniforme et stable

en permanence dans la zone primaire.

A cet effet, l'invention est caractérisée en ce que la paroi arrière constitue au moins une conduite d'air de refroidissement en forme de canal pour l'air comprimé amené pour le refroidissement des parois, la conduite d'air de refroidissement étant en liaison sur son côté aval sur le brûleur avec le tube de flammes d'une manière telle que

l'air comprimé s'écoulant de la conduite d'air de refroi-

dissement brûle déjà à la racine de la flamme dans la zone

primaire.

Selon l'invention, on peut rendre disponibles des quantités d'air de refroidissement relativement grandes pour opérer un refroidissement très efficace. Les quantités

d'air de refroidissement peuvent être sensiblement ou en-

tièrement adaptées à la demande d'air primaire à amener pour la combustion. Le refroidissement de la paroi arrière

du tube de flammes ou de la tête de la chambre de combus-

tion ne cause pratiquement pas de défaut d'homogénéité, car l'air de refroidissement utilisé est amené complètement et

intentionnellement en tant qu'air du procédé pour la com-

bustion primaire. Grâce à la manière indiquée pour un re-

froidissement "régénérateur" on optimalise le procédé de

combustion dans le sens d'une combustion uniforme et sta-

ble. Ceci vaut aussi en particulier pour deux types de com-

bustion extrêmement différents qui peuvent être réglés dans

la zone primaire; premièrement ce qu'on appelle des com-

bustions "froides ou "tièdes" en utilisant un mélange air-

carburant riche en air, la chambre de combustion étant uti-

lisée dans la zone de ce qu'on appelle "la limite pauvre d'extinction" et deuxièmement: une combustion "chaude"

dans le cas d'une zone primaire "riche" en utilisant un mé-

lange air-carburant riche en carburant mais pauvre en air

pour la combustion primaire.

Dans le premier cas, on obtient entre autres une stabilité de la combustion ou de tuyère améliorée avec un risque réduit d'extinction grâce au fait que par l'air sous

pression réchauffé, par suite du refroidissement de la pa-

roi, on peut déjà maintenir au pied de la flamme (en amont

de la sortie du brûleur ou de la paroi arrière) une tempé-

rature élevée nécessaire de combustion.

Dans le second cas, on peut maîtriser sans pro-

blème aussi des températures de combustion relativement élevées.

En utilisant des procédés de refroidissement ap-

propriés (refroidissement par convection ou par choc), on

peut rendre possible une répartition uniforme de la tempé-

rature sur la paroi arrière du tube de flammes ou à l'ex-

trémité de tête de la chambre de combustion située du côté arrière. Le cas échéant, on peut compenser les charges et les répartitions de chaleur différentes localement sur la paroi arrière, qui résultent de la combustion, par des

structures en forme de canaux localement adaptées à celle-

ci, des "chicanes" aérodynamiques ou des nopes, des ailet-

tes qui augmentent localement l'échange de chaleur, à l'in-

térieur des conduites d'air de refroidissement dans le sens

de la réduction uniforme de la température de la paroi.

Avec un refroidissement par choc on peut maîtriser des

charges de chaleur créant localement des températures dif-

férentes sur la paroi arrière par des écartements et un

certain nombre de perçages de refroidissement par choc ré-

partis en conséquence sur le pourtour dans le sens d'une

réduction uniforme de la température. Les moyens de refroidissement mentionnés aupara- vant sont également des composants de l'invention.

En cas de besoin relativement grand en air de re-

froidissement et en air comburant, on peut alimenter essen-

tiellement deux dispositifs d'impact consécutifs axialement

à une certaine distance l'un de l'autre en air de refroi-

dissement s'écoulant de la conduite d'air de refroidisse-

ment, comme air comburant.

En cas de besoin d'air de refroidissement relati- vement plus faible, par exemple en utilisant un refroidis-

sement par choc, on peut par exemple alimenter exclusivement le dispositif d'impact qui se trouve aussitôt15 après la chambre de combustion en air de refroidissement, s'écoulant de la conduite d'air de refroidissement, comme

air comburant, les parties du brûleur et des "seconds" dis-

positifs d'impact, qui suivent immédiatement la chambre de combustion, pouvant être également refroidis. Au moyen du premier dispositif d'impact en amont, on pourrait en cas de besoin et par une régulation correspondante des canaux d'impact régler une quantité additionnelle en air de com- bustion (combustion "froide" ou "tiède") ou une quantité d'air comburant plus faible par rapport à cela - au voisi-25 nage de zéro (combustion "chaude", zone primaire "riche"). Une régulation de l'air comburant de ce type au moyen d'un dispositif d'impact pour obtenir une combustion aussi pauvre que possible en matières polluantes est connue30 en soi, (voir document DE-OS 41 10 507; DE-OS 42 28 817) et peut servir de base aux trois types connus de mise en

oeuvre de la présente invention.

Suivant d'autres caractéristiques de l'inven-

tion:

- la conduite d'air de refroidissement est raccordée du cô-

té aval aux entrées d'air de canaux d'au moins un dispo-

sitif d'impact, - la conduite d'air de refroidissement est constituée entre deux parties, disposées axialement à une certaine dis- tance l'une de l'autre de la paroi arrière, - la conduite d'air de refroidissement est constituée avec une forme annulaire, - la conduite d'air de refroidissement est constituée de

plusieurs canaux de refroidissement répartis sur le pour-

tour, - l'une des parties de la paroi arrière, la partie qui se trouve en amont présente un trouage axial pour des jets d'air de refroidissement qui tombent sur la partie de la paroi qui se trouve en aval et aussitôt après l'espace de combustion, le trouage étant en liaison avec un espace de

la chambre de combustion, qui est alimenté en air compri-

mé en amont de la paroi arrière,

- la conduite d'air de refroidissement entre les deux par-

ties de paroi est divisée dans des chambres réparties sur le pourtour,

- les canaux de refroidissement ou les chambres de la con-

duite d'air de refroidissement sont constitués par des montants d'écartement entre les deux parties de la paroi arrière, les montants d'écartement étant reliés de façon

solidaire à la partie de paroi qui se trouve en aval im-

médiatement après l'espace de combustion, - sur le pourtour radialement extérieur ou sur une partie de transition, radialement axiale et extérieure, de la paroi arrière du tube de flammes sont constitués des moyens d'extraction de l'air alimentés à l'extrémité de tête de la chambre de combustion en air comprimé, moyens

qui sont raccordés à la conduite d'air de refroidisse-

ment, - les moyens d'extraction sont constitués en forme de fente ou par différents orifices ou perçages répartis sur le pourtour selon une disposition axiale ou radiale,

- la partie extérieure axiale de transition de la paroi ar-

rière constitue un prolongement axial de la conduite de refroidissement d'air sur le tube de flammes, qui est en liaison par l'intermédiaire des moyens d'extraction de l'air radialement extérieurs ou axialement postérieurs avec l'extrémité situé du côté amont d'un canal annulaire entre le carter extérieur et le tube de flammes de la chambre de combustion, - les moyens d'extraction de l'air constituent en amont de la conduite de l'agent de refroidissement un canal d'étranglement en forme d'injecteur,

- la conduite d'air de refroidissement est raccordée du cô-

té aval qui se trouve radialement à l'intérieur par l'in-

termédiaire d'un espace annulaire aux entrées d'air des canaux d'un dispositif d'impact, - la partie qui se trouve en amont de la paroi arrière du

tube de flammes présente, sur le côté qui se trouve ra-

dialement à l'intérieur, des canaux axiaux ou un canal annulaire axial, qui est en liaison par l'intermédiaire de l'espace annulaire avec les entrées d'air d'au moins

un dispositif d'impact, l'espace annulaire étant consti-

tué par une partie rapportée en forme de manchon sur le brûleur, - au moins l'un des dispositifs d'impact consiste en un

corps annulaire, qui présente plusieurs canaux d'écoule-

ment tangentiels, répartis sur le pourtour pour l'air

comburant, qui débouchent sur le pourtour intérieur annu-

laire dans un espace d'impact cylindrique ou de forme an-

nulaire du brûleur, - le brûleur présente un manchon disposé de façon coaxiale

par rapport à l'axe du brûleur ou de l'injecteur, sur le-

quel on dépose axialement, avant l'entrée dans l'espace $ de combustion une partie du carburant amené sous la forme d'un film, - au moins un premier et un deuxième dispositif d'impact sont disposés axialement à une certaine distance l'un de l'autre, les canaux d'écoulement tangentiels des deux dispositifs d'impact étant séparés l'un de l'autre par

une cloison, qui se prolonge entre les orifices respec-

tifs d'écoulement des deux dispositifs d'impact sous la forme d'un manchon recourbé radialement/axialement et qui est disposé coaxialement par rapport à l'axe du brûleur ou de l'injecteur sur le brûleur, - la conduite d'air de refroidissement est raccordée dans la paroi arrière du tube de flammes sur le côté aval qui se trouve radialement à l'intérieur par l'intermédiaire de la chambre annulaire aux canaux de passage au moins du

deuxième dispositif d'impact du côté de l'entrée, dispo-

sitif qui est disposé à proximité axialement de la paroi arrière sur le brûleur, - une partie, située du côté aval, de la conduite d'air de refroidissement sur le brûleur est en liaison par des orifices, répartis régulièrement sur le pourtour, sur la paroi arrière directement avec la zone primaire dans l'espace de combustion,

- la partie située du côté aval de la conduite d'air de re-

froidissement, est alimentée à partir du système de re-

froidissement par choc à double paroi sur la paroi arrière en air de refroidissement préchauffé, qui est utilisé comme air primaire de combustion, - la partie, située du côté aval, de la conduite d'air de refroidissement, pénètre dans un évidement d'une partie

de transition, de forme annulaire, du brûleur, les orifi-

ces étant disposés dans la partie de la paroi arrière sur le brûleur, qui est localement directement adjacente à l'espace de combustion,

- les sections transversales de passage des canaux du pre-

mier dispositif d'impact peuvent être réglées grâce au fait que dans les canaux viennent en prise des profils ou des doigts qui peuvent coulisser axialement, - les orifices constituent un générateur autonome de tourbillons pour l'air comburant à amener à la zone primaire, - sur la partie située du côté aval, de la conduite d'air de refroidissement aussi bien les orifices dans la paroi arrière que les canaux de passage sont raccordés au moins au second dispositif d'impact respectivement du côté de l'entrée. La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un mode de réalisation représenté sur les dessins annexés sur lesquels:

- la figure 1 montre le système avec refroidisse-

ment par convection de la paroi arrière du tube de flammes à l'extrémité de tête d'une chambre de combustion annulaire avec un brûleur contenant des dispositifs d'impact et des injecteurs de carburant et en fait à partir d'une coupe longitudinale médiane sensiblement de la moitié supérieure d'une section de chambre de combustion coupée du côté de l'alimentation et du côté de l'espace de combustion,

- la figure 2, vue dans le sens qui vient en cor-

respondance avec la figure 1, montre essentiellement la moitié inférieure de la section de la chambre de combustion représentée de façon fragmentaire du côté de l'alimentation

et du côté de l'espace de combustion, avec un brûleur con-

tenant des dispositifs d'impact et des injecteurs de carbu-

rant à l'extrémité de tête et avec une configuration du dispositif de refroidissement qui s'écarte sensiblement de celui de la figure 1 en tant que système de refroidissement par choc et,

- la figure 3 montre la représentation qui cor-

respond au sens de la figure 2 - la moitié inférieure de la section de la chambre de combustion - également avec un système de refroidissement par choc, toutefois qui s'écarte

sensiblement de la figure 1 et de la figure 2, en ce que l'air de refroidissement qui sort du dispositif de refroi- dissement est soufflé sur le brûleur en constituant une5 fraction de l'air comburant en étant dirigé axialement lo-

calement contre l'écoulement tourbillonnaire de rotation

dominant dans le tube de flammes.

Les figures 1 et 2 représentent le système de re-

froidissement sur respectivement l'extrémité de la tête d'une chambre de combustion annulaire en amont, qui est disposée coaxialement par rapport à l'axe longitudinal d'un propulseur à turbine à gaz et à une certaine distance. Un capot frontal de fermeture 1 de la chambre de combustion forme sur l'extrémité de tête en amont un espace annulaire15 2, qui est protégé par rapport à l'espace de combustion 3, reproduit axialement de façon raccourcie en aval, dans le tube de flammes 4 par la paroi arrière 5 du tube de flammes et le brûleur 6. De façon prépondérante à l'intérieur de l'espace annulaire 2, on dispose dans le cas de la chambre de combustion annulaire plusieurs brûleurs de ce type 6 à

des intervalles réguliers, en les répartissant sur le pour-

tour et on les fixe sur la paroi arrière 5 de forme annu-

laire du tube de flammes 4.

Le capot de fermeture 1 se poursuit à peu près à

la hauteur de la partie extérieure radiale de la paroi ar-

rière 5 par des parties axiales de paroi 7 (figure 1) ou 7' (figure 2) du carter extérieur de forme annulaire de la chambre de combustion. Avec les parties axiales de paroi 7 ou 7', on constitue respectivement des canaux extérieurs

annulaires 8 ou 8' par rapport au tube de flammes.

Le brûleur correspondant consiste en plusieurs éléments de construction en forme de manchon ou d'anneau-et enferme par exemple deux dispositifs d'impact 10, 11 de

forme annulaire, disposés axialement à une certaine dis-

tance ainsi que coaxialement par rapport à l'air commun A ]] du brûleur 6 et à un injecteur de carburant 9, dispositifs

qui dans la suite seront désignés comme étant respective-

ment le "premier" et le "second" dispositif d'impact 10 ou 11. Le premier et le deuxième dispositif d'impact 10 ou 11 présentent respectivement des canaux 12 ou 13 pour l'amenée d'air comburant (suite de flèches F ou F') dans la zone primaire P de la chambre de combustion. Les canaux 12 ou 13

sont disposés dans des plans transversaux axialement déca-

lés par rapport à l'axe commun A du brûleur et de l'injec-

teur ainsi qu'à des intervalles réguliers sur le pourtour

et de façon tangentielle. Les canaux 12 ou 13 sont respec-

tivement constitués sur le pourtour annulaire entre des sections en forme de coin ou ayant le type d'une aube sur le premier et le second dispositif d'impact 10 ou 11 de

forme annulaire. Le premier et le second dispositif d'im-

pact 10 ou 11 forment respectivement un écoulement tournant d'impact dans le sens périphérique pour l'air comburant qui s'écoule d'abord dans un canal cylindrique intérieur 14 ou dans un canal extérieur annulaire 15 du brûleur (flèches F ou F'). Dans la zone primaire P de la chambre de combustion les écoulements d'impact décrits auparavant constituent des tourbillons rotatifs W1 ou W2 pour la combustion, qui sont enrichis en carburant, qui tournent dans le même sens de rotation ou en étant orientés en sens opposé les uns des autres, sur le trajet qui correspond à la disposition et à l'agencement relativement opposé des canaux sur le premier

et sur le second dispositif d'impact 10 ou 11.

A l'extrémité de tête, l'espace annulaire 2 de la

chambre de combustion est alimenté au moyen de l'air com-

primé D qui est extrait du compresseur du propulseur à tur-

bine à gaz et est amené au moyen d'un diffuseur axial, non davantage représenté. Une partie de cet air comprimé D est amené selon la flèche Dl à l'ensemble des entrées d'air des

canaux 12 du premier dispositif d'impact 10 de façon ra-

diale extérieurement en tant qu'air primaire ou air combu-

rant. Une partie restante D2 de l'air comprimé amené se partage en un flux d'air D3 utilisé d'abord pour refroidir la paroi arrière 5 et en une partie restante ou secondaire

D4, cette dernière s'écoulant en aval dans le canal exté-

rieur annulaire concerné 8 ou 8' de la chambre de combus- tion. La partie restante ou secondaire de l'écoulement D4 peut être amenée au tube de flammes par exemple en tant

qu'air mélangé et à des fins de refroidissement ou d'égali-

sation des profils des températures avant de sortir de la

chambre de combustion.

La paroi arrière 5 (figure 1) forme entre deux parties de paroi T1, T2, en forme d'ailette, à distance axialement l'une de l'autre une conduite d'air de refroi- dissement 16 par exemple en forme de canal annulaire. Dans15 le cas présent, la conduite d'air de refroidissement 16 commence sur une partie de transition U de la paroi arrière , repliée radialement à l'extérieur dans le sens axial, le

"moyen d'extraction de l'air" concerné pour l'air de re-

froidissement (courant partiel D3) à partir de la section qui se trouve en amont du canal annulaire 8 étant une fente

annulaire 17, par l'intermédiaire de laquelle, après écou-

lement à travers un rétrécissement E en forme d'injecteur,

l'air de refroidissement nécessaire passe à travers la con-

duite d'air de refroidissement 16 en forme de canal annu-

laire selon la suite de flèches dessinées à cet endroit. Du

côté aval ou sur le côté qui se trouve radialement à l'in-

térieur, la conduite d'air de refroidissement 16 est en liaison avec les entrées radialement extérieures des canaux

13 du second dispositif d'impact 11. Du côté aval, on di-

rige selon la figure 1, après refroidissement complet, l'air de refroidissement par l'intermédiaire d'un canal

axial 18, ou le cas échéant de perçages pouvant être par-

courus axialement par le flux d'air, dans un espace annu-

laire extérieur 19 qui s'étend en amont de la paroi arrière 5 sur le brûleur, qui est en liaison avec l'ensemble des

entrées des canaux 13 du second dispositif d'impact 11.

L'espace annulaire 19 est constitué par une partie rappor-

tée 20 en forme de manchon. Selon le contour en tirets la partie rapportée 20 et de cette façon l'espace annulaire 19 pourraient être prolongés axialement davantage en amont de

la paroi arrière 5 d'une façon telle que le premier dispo-

sitif d'impact 10 (voir la flèche en tirets) puisse être

également alimenté par une partie de l'air de refroidisse-

ment qui s'écoule à partir de la conduite d'air de refroi-

dissement 16, en l'utilisant comme air comburant. Dans le

dernier cas mentionné, on pourrait amener une quantité re-

lativement grande d'air de refroidissement en tant qu'air primaire pour refroidir et ensuite pour la combustion. Dans ce cas, on aurait à veiller - en fonction de l'efficacité

demandée au refroidissement et du besoin total en air pri- maire réclamé à ce que l'ensemble des sections d'alimen-

tation et de passage du système de refroidissement par convection soit constitué en accord avec la quantité rela- tivement grande d'air de refroidissement.20 Dans la mesure o la conduite d'air de refroidis-

sement 16 en forme de canal annulaire se termine dans la

paroi arrière 5 du tube de flammes 4 à peu près à la hau-

teur du plan périphérique U' radialement extérieur (contour en tirets), on a par exemple la possibilité, dans la partie de la paroi T1, disposée en amont, de la paroi arrière 5, de prévoir aux endroits St des passages, des perçages ou

des fentes axiaux, pour alimenter la conduite de refroidis-

sement de l'air 16 par l'intermédiaire de l'espace annu-

laire 2 avec une partie de l'air comprimé amené D. Comme on l'a en outre représenté à la figure 1, on peut selon une autre variante, à l'extrémité du côté

amont du canal annulaire 8 de la chambre de combustion, ex-

traire, à des fins de refroidissement, de l'air comprimé

amené D2, un flux partiel d'air D3' et l'amener, aux en-

droits St' par l'intermédiaire d'orifices ou de perçages radiaux, à la conduite d'air de refroidissement 16 en forme

de canal.

Les canaux tangentiels 12 ou 13 du premier ou du second dispositif d'impact 10 ou 11 sont séparés l'un de l'autre sur le brûleur 6 par une paroi radiale 20. Entre les orifices d'écoulement des canaux 12 ou 13 la paroi 20

se prolonge sur la face intérieure sous la forme d'un man-

chon recourbé radialement/axialement 21. En aval des orifi-

ces de sortie des canaux 12 du premier dispositif d'impact

10, le manchon 21 constitue la courbure de la paroi du ca-

nal intérieur cylindrique 14 à la manière d'un tube de Ven-

turi; on obtient une forme convergente/divergente dans le sens de l'écoulement de la courbure de la paroi du canal intérieur 14. Sur cette courbure de la paroi constituée par

le manchon 21, on pulvérise au moyen de l'injecteur de car-

burant 9 an amont, du carburant finement divisé sous la forme d'un cône qui va en s'élargissant vers l'aval à la manière d'un éventail. En aval sur cette paroi recourbée se dépose le carburant ainsi amené selon FB sous la forme d'un

film. Sur le bord final, du côté aval, le carburant se dé-

chire selon B', sur le trajet d'un écoulement en ciseau et le carburant se trouve ainsi incorporé dans le tourbillon

en rotation W1, W2 sous la forme d'un brouillard et en par-

tie sous forme de vapeur et il est réparti ainsi régulière-

ment.

Le canal annulaire 15 du brûleur 6 est constitué d'une part par des parties de la paroi 20 et des surfaces périphériques extérieures du manchon 21 et d'autre part par des sections périphériques, situées du côté de la sortie, du second dispositif d'impact 11 ainsi que par des sections

de paroi intérieures, s'étendant de façon conver-

gente/divergente et arrondies, d'un élément constitutif an-

nulaire 22 contenant les canaux 13. Le brûleur 6 est

maintenu par la pièce constitutive annulaire 22 sur une ba-

gue intérieure de la paroi arrière 5. La bague intérieure

ferme radialement à l'intérieur la conduite d'air de re-

froidissement 16, par rapport au brûleur 6 et forme à cet endroit par exemple un support situé axialement à distance

pour les deux parties de parois Tl, T2. L'injecteur de car-

burant 9 est monté sur une douille support 23, qui de son côté est serrée par une bride radiale dans une fente péri-

phérique 24 en amont sur le carter du brûleur 6.

En utilisant des pièces constitutives et des

fonctionnements sensiblement identiques (chambre de combus-

tion, brûleur, injecteur de carburant) la figure 2 s'écarte de la figure 1 en ce que, pour refroidir la paroi arrière 5 de la chambre de combustion, on prévoit ce qu'on appelle "un refroidissement par choc". Le refroidissement par choc

est alimenté par une fraction d'air D5 en air de refroidis-

sement, fraction qui est extraite de l'air comprimé D amené

à l'espace annulaire 2 de la chambre de combustion à l'ex-

trémité de tête. Pour cela, l'une des parties de paroi, la

* partie T1 disposée en amont, présente un trouage axial -

trou L - d'une manière telle que des jets d'air de refroi-

dissement L' à forte énergie se rejoignent sur la partie T2 de la paroi arrière 5, disposée en aval et située après

l'espace de combustion 3. Sur le côté qui se trouve radia-

lement à l'intérieur, et qui entoure le brûleur 6, l'air de refroidissement, qui a été utilisé, s'écoule aux fins de la

combustion, dans la zone primaire P (fiaure 1) de la cham-

bre de combustion à partir de l'espace annulaire 16' par l'intermédiaire des canaux axiaux 18 ou de perçages ou de fentes dans l'espace annulaire radialement extérieur 19 sur

le brûleur 6. De cette façon, le deuxième dispositif d'im-

pact 11 est alimenté en air comburant, deuxième dispositif

11 qui est en liaison du côté de la sortie par l'intermé-

diaire du canal annulaire 15 du brûleur 6 avec l'espace' de

combustion 3 ou la zone primaire P. Dans le sens de la fi-

gure 1, le premier dispositif d'impact 10 peut être alimen-

té sur la figure 2 par une partie Dl de l'air comprimé D,

amené à l'espace annulaire 2, en tant qu'air comburant.

Même sur le trajet du système de refroidissement par choc selon la figure 2, il serait possible de prolonger l'espace annulaire 19 en amont axialement dans le sens de la figure 1, d'une manière telle que le premier dispositif et le deuxième dispositif d'impact 10 ou 11 soient alimentés, comme air comburant, en air de refroidissement s'écoulant

du système de refroidissement par choc.

En utilisant un refroidissement par choc prati-

quement identique de la paroi arrière selon la figure 2, la figure 3 se différencie des figures 1 et 2 fondamentalement

par le fait que l'air de refroidissement - après refroidis-

sement complet de la paroi arrière 5 du tube de flammes 4 -

est amené par l'intermédiaire d'orifices ou de perçages 25 axiaux répartis régulièrement sur le pourtour sur l'embouchure du brûleur" en tant qu'air comburant dans le sens des flèches F' à l'espace de combustion 3 dans le tube de flammes 4. Cette fraction d'air comburant F" est soufflé axialement contre l'écoulement dominant tourbillonnant en tournant W1, W2 à partir des perçages 25 d'une manière telle que les "racines de la flamme" ou le début du trajet

de combustion soit repoussé axialement vers l'aval par rap-

port à la paroi arrière 5. De cette façon, on réduit davan-

tage la charge de la température sur la paroi arrière 5 et la charge sur des parties du brûleur 6. En même temps on

arrive, au moyen des perçages 25, à ce qu'ait lieu une com-

bustion dans la zone primaire P, qui soit uniforme et sta-

ble depuis les racines de la flamme.

L'utilisation des perçages 25 ou d'orifices dans

la deuxième partie de paroi T2 n'est pas limitée à la dis-

position axiale que l'on a montrée. Par exemple dans la

disposition qui est inclinée par rapport à l'axe A du brû-

leur ou de l'injecteur et qui est tangentielle sur le pour-

tour les perçages peuvent constituer un générateur de

tourbillons pour l'air comburant à alimenter.

Selon la figure 3, l'espace annulaire 16' du sys-

tème de refroidissement par choc comprend en plus des deux parties de paroi T1, T2 de la paroi arrière 5 une section de pourtour extérieure radialement de la pièce constitutive annulaire 22 du brûleur 6. Sur le côté qui se trouve radia- lement à l'intérieur l'espace annulaire 16' reste fermé par

une pièce d'écartement 26 qui se trouve entre les deux par- ties de parois Tl, T2. On fixe dans ce cas le brûleur 6 au moyen d'un évidement radial/axial de la pièce constitutive10 annulaire 22 sur la paroi arrière 5. Avant que l'air de re-

froidissement ne s'écoule hors des perçages axiaux 25 dans

la seconde partie de paroi T2, il se produit un refroidis-

sement par convection de la "pièce d'embouchure du brûleur"

contenant les perçages 25 et de la pièce constitutive annu-

laire 22.

Par exemple dans le cadre du refroidissement par

convection selon la figure 1, la conduite d'air de refroi-

dissement 16, qui se trouve entre les deux parties de pa-

rois T1, T2 de la paroi arrière 5, peut être constituée par

des chambres ou par des canaux répartis sur le pourtour ou par des canaux de refroidissement. Les canaux de refroidis-

sement peuvent être constitués par des montants d'écarte- ment disposés sur l'une des deux parties de paroi T1, T2. En fonction du besoin et de l'écoulement dont on dispose25 localement pour l'agent de refroidissement, on peut créer des zones avec des surfaces d'échange de la chaleur agran-

dies et/ou des zones avec des temps de passage de l'agent de refroidissement localement modifiés. Des surfaces d'échange de chaleur localement agrandies peuvent par exem-30 ple être constituées en rendant la surface rugueuse, ou par des saillies, des ailettes ou des nopes sur les surfaces

intérieures balayées par l'air de refroidissement, en par-

ticulier de la seconde partie de paroi T2 ou de la partie de paroi tournée vers l'aval. Selon l'amoncellement et l'écartement local, on peut toutefois aussi avec les moyens mentionnés auparavant influencer et modifier les temps de

passage locaux de l'écoulement de l'air de refroidissement. Dans le but mentionné en dernier, on pourrait en outre in- sérer dans la conduite d'air de refroidissement concernée 5 ce qu'on appelle "des chicanes d'écoulement" sous la forme de tôles du type des "déporteurs".

Comme on l'a représenté à la figure 2, on peut raccorder du côté de l'entrée à la partie, située du côté aval, de la conduite d'air de refroidissement 16' aussi bien les orifices ou les perçages 25 dans la paroi arrière du tube de flammes 4 que les canaux d'écoulement sous

pression 13 aussi, au moins ceux du second dispositif d'im-

pact 11. Dans ce cas, on peut joindre les canaux déjà men-

tionnés 18 ainsi que l'espace annulaire radialement

extérieur 19 (figure 2).

L'invention peut aussi être avantageusement uti-

lisée dans le cas de chambres de combustion proprement tu-

bulaires ou de chambres de combustion tubulaires et annuaires combinées. Dans les deux cas, le tube de flammes à peu près cylindrique présente une paroi arrière en forme

de couvercle ou de disque, sur laquelle pourrait être dis-

posé un brûleur du type mentionné précédemment.

R E V E N D ICATIONS

1 ) Système de refroidissement de la paroi ar-

rière (5) du tube de flammes (4) d'une chambre de combus-

tion pour un propulseur à turbine à gaz avec au moins un brûleur (6), disposé sur la paroi arrière (5), qui présente un injecteur de carburant (9) et au moins un dispositif d'impact (10, 11), disposé coaxialement à l'injecteur de

carburant (9) pour l'amenée d'air comburant, la paroi ar-

rière (5) étant refroidie par de l'air comprimé extrait d'un compresseur et amené à la chambre de combustion à l'extrémité de tête, système de refroidissement caractérisé

en ce que la paroi arrière (5) constitue au moins une con-

duite d'air de refroidissement (16) en forme de canal pour l'air comprimé amené pour le refroidissement des parois, la conduite d'air de refroidissement (16) étant en liaison sur son côté aval sur le brûleur (6) avec le tube de flammes (4) d'une manière telle que l'air comprimé s'écoulant de la

conduite d'air de refroidissement (16) brûle déjà à la ra-

cine de la flamme dans la zone primaire (P).

2 ) Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la conduite d'air de refroidissement (16; 16') est raccordée du côté aval aux entrées d'air de canaux

(12; 13) d'au moins un dispositif d'impact (10; 11).

3 ) Système selon la revendication 1 ou 2, carac-

térisé en ce que la conduite d'air de refroidissement (16; 16') est constituée entre deux parties (Tl, T2), disposées axialement à une certaine distance l'une de l'autre de la

paroi arrière (5).

4 ) Système selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite d'air de re-

froidissement (16, 16') est constituée avec une forme annulaire. ) Système selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que la conduite d'air de re-

froidissement est constituée de plusieurs canaux de refroi-

dissement répartis sur le pourtour.

6 ) Système selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5, caractérisé en ce que l'une des parties de la paroi arrière (5), la partie qui se trouve en amont (T1) présente un trouage axial (L) pour des jets d'air de re-

froidissement (L') qui tombent sur la partie de la paroi (T2) qui se trouve en aval et aussitôt après l'espace de combustion (3), le trouage (L) étant en liaison avec un es-

pace (2) de la chambre de combustion, qui est alimenté en

air comprimé (D) en amont de la paroi arrière (5).

7 ) Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que la conduite d'air de refroidissement entre les

deux parties de paroi est divisée dans des chambres répar-

ties sur le pourtour.

8 ) Système selon l'une quelconque des revendica-

tions 5 ou 7, caractérisé en ce que les canaux de refroi-

dissement ou les chambres de la conduite d'air de

refroidissement sont constitués par des montants d'écarte-

ment entre les deux parties (T1, T2) de la paroi arrière

(5), les montants d'écartement étant reliés de façon soli-

daire à la partie de paroi (T2) qui se trouve en aval immé-

diatement après l'espace de combustion (3).

9 ) Système selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 5 et 7 ou 8, caractérisé en ce que sur le pour-

tour radialement extérieur ou sur une partie de transition (U), radialement axiale et extérieure, de la paroi arrière

(5) du tube de flammes sont constitués des moyens d'extrac-

tion de l'air alimentés à l'extrémité de tête de la chambre

de combustion en air comprimé, moyens qui sont raccordés à la conduite d'air de refroidissement (16).

) Système selon la revendication 9, caractéri-

sé en ce que les moyens d'extraction (17) sont constitués en forme de fente ou par différents orifices ou perçages répartis sur le pourtour selon une disposition axiale ou

radiale (St; St').

11 ) Système selon la revendication 9 ou 10, ca-

ractérisé en ce que la partie extérieure axiale de transi-

tion (U) de la paroi arrière (5) constitue un prolongement axial de la conduite de refroidissement d'air (16) sur le tube de flammes (4), qui est en liaison par l'intermédiaire

des moyens d'extraction de l'air (17) radialement exté-

rieurs (St') ou axialement postérieurs avec l'extrémité si-

lo tué du côté amont d'un canal annulaire (8) - entre le

carter extérieur (7) et le tube de flammes (4) de la cham-

bre de combustion.

12 ) Système selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 11, caractérisé en ce que les moyens d'extrac-

tion de l'air constituent en amont de la conduite de l'agent de refroidissement (16) un canal d'étranglement en

forme d'injecteur (E).

13 ) Système selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 12, caractérisé en ce que la conduite d'air de refroidissement (16; 16') est raccordée du côté aval qui se trouve radialement à l'intérieur par l'intermédiaire d'un espace annulaire (19) aux entrées d'air des canaux

(13; 12) d'un dispositif d'impact (11, 10).

14 ) Système selon la revendication 13, caracté-

risé en ce que la partie (T1), qui se trouve en amont de la paroi arrière (5) du tube de flammes (4) présente, sur le côté qui se trouve radialement à l'intérieur, des canaux axiaux ou un canal annulaire axial (18), qui est en liaison

par l'intermédiaire de l'espace annulaire (19) avec les en-

trées d'air d'au moins un dispositif d'impact (11; 10),

l'espace annulaire (19) étant constitué par une partie rap-

portée (20) en forme de manchon sur le brûleur (20).

) Système selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 14, caractérisé en ce qu'au moins l'un des dis-

positifs d'impact (10; 11) consiste en un corps annulaire,

qui présente plusieurs canaux d'écoulement tangentiels, ré-

partis sur le pourtour (12, 13) pour l'air comburant, qui

débouchent sur le pourtour intérieur annulaire dans un es-

pace d'impact cylindrique ou de forme annulaire (14; 15) du brûleur (6).

16 ) Système selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 15, caractérisé en ce que le brûleur (6) pré-

sente un manchon (21) disposé de façon coaxiale par rapport

à l'axe (A) du brûleur ou de l'injecteur, sur lequel on dé-

pose axialement, avant l'entrée dans l'espace de combustion (3) une partie du carburant amené (B) sous la forme d'un

film (FB).

17 ) Système selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 16, caractérisé en ce qu'au moins un premier et un deuxième dispositif d'impact (10, 11) sont disposés

axialement à une certaine distance l'un de l'autre, les ca-

naux d'écoulement tangentiels (12; 13) des deux disposi-

tifs d'impact étant séparés l'un de l'autre par une cloison

(20), qui se prolonge entre les orifices respectifs d'écou-

lement des deux dispositifs d'impact (10; 11) sous la forme d'un manchon recourbé radialement/axialement et qui est disposé coaxialement par rapport à l'axe (A) du brûleur

ou de l'injecteur sur le brûleur (6).

18 ) Système selon la revendication 13 ou 17, ca-

ractérisé en ce que la conduite d'air de refroidissement (16, 16') est raccordée dans la paroi arrière (5) du tube de flammes (4) sur le côté aval qui se trouve radialement à l'intérieur par l'intermédiaire de la chambre annulaire

(19) aux canaux de passage (13) au moins du deuxième dispo-

sitif d'impact (11) du côté de l'entrée, dispositif qui est disposé à proximité axialement de la paroi arrière (5) sur

le brûleur (6).

19 ) Système selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'une partie, située du côté aval, de la conduite d'air de refroidissement (16') sur le brûleur (6) est en liaison par des orifices (25), répartis régulièrement sur le pourtour, sur la paroi arrière (5) directement avec la

zone primaire (P) dans l'espace de combustion (3).

) Système selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que la partie située du côté aval de la conduite d'air de refroidissement (16'), est alimentée à partir du système de refroidissement par choc à double paroi (L, L')

sur la paroi arrière (5) en air de refroidissement pré-

chauffé, qui est utilisé comme air primaire de combustion.

21 ) Système selon la revendication 19 ou 20, ca-

ractérisé en ce que la partie, située du côté aval, de la conduite d'air de refroidissement (16'), pénètre dans un

évidement d'une partie de transition (22), de forme annu-

laire, du brûleur (6), les orifices (25) étant disposés dans la partie (T2) de la paroi arrière (5) sur le brûleur (6), qui est localement directement adjacente à l'espace de

combustion (3).

22 ) Système selon la revendication 17 ou la re-

vendication 18, caractérisé en ce que les sections trans-

versales de passage des canaux (12) du premier dispositif d'impact (10) peuvent être réglées grâce au fait que dans les canaux (12) viennent en prise des profils ou des doigts

qui peuvent coulisser axialement.

23 ) Système selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que les orifices (25) constituent un générateur autonome de tourbillons pour l'air comburant à amener à la

zone primaire (P).

24 ) Système selon l'une quelconque des revendi-

cations 18 à 21 ou 23, caractérisé en ce que sur la partie

située du côté aval, de la conduite d'air de refroidisse- ment (16') aussi bien les orifices (25) dans la paroi ar-

rière (5) que les canaux de passage (13) sont raccordés au moins au second dispositif d'impact (11) respectivement du côté de l'entrée.35