FR2943404A1 - Fond de chambre de combustion definissant en partie une fente pour le passage d'un film d'air de refroissement - Google Patents
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Abstract
La présente invention se rapporte à une chambre de combustion annulaire (102) pour turbomachine, comprenant une paroi annulaire (16) et un fond de chambre (8) présentant un rebord de fixation (8a) fixé à la paroi annulaire, la chambre définissant, entre une partie amont de la paroi et une bride de canalisation d'air (128), une fente (130) pour le passage d'un film d'air (132) de refroidissement de cette paroi annulaire. Selon l'invention, la première bride de canalisation d'air (128) est réalisée d'un seul tenant avec le fond de chambre (8), en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier.
Description
1 FOND DE CHAMBRE DE COMBUSTION DEFINISSANT EN PARTIE UNE FENTE POUR LE PASSAGE D'UN FILM D'AIR DE REFROISSEMENT
DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon générale au domaine des chambres de combustion annulaires pour des turbomachines, et plus particulièrement pour des turbomachines d'aéronef du type turboréacteurs, turbopropulseurs, ou autres. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE En référence à la figure 1, on peut apercevoir un module de turbomachine d'aéronef selon une réalisation connue de l'art antérieur. Le module 1 comporte une chambre de combustion annulaire 2, d'axe 4 correspondant également à l'axe longitudinal de la turbomachine. A la chambre de combustion 2 sont associés une pluralité de systèmes d'injection de carburant 6, espacés circonférentiellement les uns des autres. Ils coopèrent avec un fond de chambre annulaire 8 centré sur l'axe 4, équipé de trous 10 dans chacun desquels sont montés des moyens 12 de maintien du système d'injection, ainsi qu'un bouclier thermique 14 placé en aval du fond de chambre de manière à protéger ce dernier du rayonnement thermique provenant de l'intérieur de la chambre de combustion. Les boucliers 14, chacun associé à un système d'injection, sont placés bout à bout dans la direction circonférentielle, 2 et adoptent ensemble une forme sensiblement annulaire suivant le fond de chambre 8 qu'ils protègent. Il est noté que les termes amont et aval sont à considérer selon une direction générale d'écoulement des gaz au travers de la chambre de combustion, cette direction parallèle à l'axe 4 étant schématisée par la flèche 15. La chambre 8 présente une paroi annulaire externe 16 ainsi qu'une paroi annulaire interne 18, chacune centrée sur l'axe 4 et s'étendant sensiblement tout le long de la chambre 2 selon la direction de cet axe. Pour leur fixation avec le fond de chambre 8, ce dernier présente un rebord de fixation externe 8a fixé par boulons 20 à la paroi externe 16, ainsi qu'un rebord de fixation interne 8b fixé par boulons 22 à la paroi interne 18. Ces rebords peuvent indifféremment s'étendre vers l'amont ou vers l'aval à partir de la portion centrale principale du fond de chambre, le dernier cas étant celui représenté sur la figure 1. A titre indicatif, il est noté que les boulons 20, 22 servent simultanément à assurer le montage d'un carénage amont 24 de la chambre, de forme annulaire et traversé par les canes des systèmes d'injection 6. Pour refroidir la paroi externe 16, il est connu de définir en aval du fond de chambre 8, entre une partie amont de cette paroi 16 et une bride de canalisation d'air 28 lui étant disposée radialement vers l'intérieur, une fente annulaire 30 pour le passage d'un film d'air de refroidissement 32. La fente 3 annulaire 30, de hauteur préférentiellement constante, est orientée sensiblement parallèlement à la portion amont de la paroi 16 qui la définit. Le film 32 épouse alors intérieurement la partie amont de la surface intérieure de la paroi annulaire 16, ce qui assure le refroidissement de celle-ci, éventuellement complété par une technique connue de multiperforation de cette paroi 16. De manière analogue, pour refroidir la paroi interne 18, il est connu de définir en aval du fond de chambre 8, entre une partie amont de cette paroi 18 et une bride de canalisation d'air 34 lui étant disposée radialement vers l'extérieur, une fente annulaire 36 pour le passage d'un film d'air de refroidissement 38. La fente annulaire 36, de hauteur préférentiellement constante, est orientée sensiblement parallèlement à la portion amont de la paroi 18 qui la définit. Ici, le film 38 épouse alors extérieurement la partie amont de la surface extérieure de la paroi 18, ce qui assure le refroidissement de éventuellement complété ici aussi par une connue de multiperforation de cette paroi 18. Comme cela est montré sur la figure 1, les brides de canalisation d'air 28 et 34 mentionnées ci- 25 dessus sont formées respectivement par l'extrémité radiale externe et par l'extrémité radiale interne de chaque bouclier thermique annulaire 14. Par conséquent, un inconvénient de cette solution technique réside dans la tolérance très 30 importante de la hauteur des fentes 30, 36, assimilable à leur dimension selon la direction radiale. Cette annulaire celle-ci, technique 4 tolérance très importante est essentiellement due au montage des boucliers 14 dans les trous 10 du fond de chambre 8. Par exemple, pour une hauteur de fente théorique de 2,5 mm, la tolérance est de plus ou moins 1 mm. Les écarts de dimensions rencontrés sur les fentes des chambres de combustion ainsi réalisées peuvent être générateurs de points chauds, et donc d'amorces des criques. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement à l'inconvénient mentionné ci-dessus, relatif aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a tout d'abord pour objet une chambre de combustion annulaire pour turbomachine, comprenant une première paroi annulaire et un fond de chambre présentant un premier rebord de fixation fixé à ladite première paroi annulaire, ladite chambre définissant, entre une partie amont de la première paroi et une première bride de canalisation d'air, une fente pour le passage d'un film d'air de refroidissement de ladite première paroi annulaire. Selon l'invention, la première bride de canalisation d'air est réalisée d'un seul tenant avec ledit fond de chambre, en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier. Grâce à cette conception, la tolérance de la hauteur de fente est largement diminuée, de sorte que les risques d'apparition de points chauds sur la première paroi annulaire sont également affaiblis, tout comme les risques d'amorces ou de criques. A titre d'exemple, pour une hauteur de fente théorique de 2,5 mm, la tolérance peut être abaissée à plus ou moins 0,2 mm. De préférence, des orifices d'alimentation en air de ladite fente sont prévus traversants sur 5 ledit fond de chambre, sur une portion de celui-ci située entre son premier rebord de fixation et ladite première bride de canalisation d'air. Par conséquent, cette fente est donc bien alimentée en air par le fond de chambre, via les orifices d'alimentation débouchant dans la fente. De préférence, ladite première paroi annulaire présente une rangée annulaire de perforations débouchant dans ladite fente, pratiquée de manière à ce qu'en vue radiale quelconque, les orifices d'alimentation en air soient décalés desdites perforations selon la direction circonférentielle. Ainsi, cela évite que l'air arrivant dans la fente par les perforations perturbe l'air arrivant dans cette même fente par les orifices d'alimentation, et inversement. A titre indicatif, il est noté que ladite rangée annulaire de perforations peut correspondre à la rangée la plus amont d'une multiperforation de la première paroi annulaire. Néanmoins, il est noté que l'efficacité du film de refroidissement au niveau de la fente permet avantageusement de débuter la multiperforation en aval de cette même fente, à savoir en aval de la première bride de canalisation d'air. De préférence, pour éviter au mieux que les deux arrivées d'air ne se perturbent l'une l'autre, lesdites perforations et les orifices d'alimentation en air sont disposés en quinconce. 6 De préférence, ladite première bride de canalisation d'air est annulaire. Toujours de manière préférentielle, ladite première paroi annulaire est fixée au premier rebord de fixation du fond de chambre par boulons, ou par tout autre moyen de fixation adapté. De préférence, la chambre comprend des boucliers thermiques montés sur le fond de chambre, en aval de ce dernier, et présentant chacun une extrémité aval en forme de secteur d'anneau plan. En effet, la forme de l'extrémité aval de chaque bouclier peut être simplifiée de la manière mentionnée, puisque la première bride de canalisation d'air n'est plus prévue sur les boucliers thermiques, mais sur le fond de chambre. De préférence, la chambre comprend une seconde paroi annulaire et le fond de chambre présente un second rebord de fixation fixé à ladite seconde paroi annulaire, ladite chambre définissant, entre une partie amont de la seconde paroi et une seconde bride de canalisation d'air, une fente pour le passage d'un film d'air de refroidissement de ladite seconde paroi annulaire, ladite seconde bride de canalisation d'air étant réalisée d'un seul tenant avec ledit fond de chambre, en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier. Dans cette réalisation préférée, ce sont donc les deux parois annulaires de la chambre qui sont équipées d'une fente spécifique à la présente invention, même si une seule de ces deux parois pourrait en être équipée, sans sortir du cadre de l'invention. 7 A cet égard, il est noté que ladite première paroi annulaire est la paroi interne ou externe de la chambre de combustion, ladite seconde paroi annulaire étant par conséquent l'autre de ces parois interne et externe de la chambre. Enfin, l'invention a également pour objet une turbomachine pour aéronef comprenant une chambre de combustion annulaire telle que décrite ci-dessus. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1, déjà décrite, représente une vue en demi-coupe longitudinale d'une chambre de combustion annulaire pour turbomachine d'aéronef, selon une réalisation connue de l'art antérieur ; - la figure 2 représente une vue en demi- coupe longitudinale d'une partie amont d'une chambre de combustion annulaire pour turbomachine d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention ; et - la figure 3 représente une vue selon la direction radiale, de l'extérieur vers l'intérieur, d'une partie de la paroi annulaire externe de la chambre de combustion montrée sur la figure 2. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence à la figure 2, on peut 30 apercevoir une partie amont d'une chambre de combustion 8 annulaire 102 pour turbomachine d'aéronef, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Il est noté que cette chambre 102 reprend certaines caractéristiques de la chambre 2 décrite en référence à la figure 1. A cet égard, sur les figures, les éléments portant les mêmes références numériques correspondent à des éléments identiques ou similaires. Ainsi, à la chambre de combustion 102 sont associés la pluralité de systèmes d'injection de carburant 6, espacés circonférentiellement les uns des autres. Ils coopèrent avec le fond de chambre annulaire 8 centré sur l'axe 4, équipé des trous 10 dans chacun desquels sont montés les moyens 12 de maintien du système d'injection, ainsi qu'un bouclier thermique 114 placé en aval du fond de chambre de manière à protéger ce dernier du rayonnement thermique provenant de l'intérieur de la chambre de combustion. Les boucliers 114, chacun associé à un système d'injection, sont placés bout à bout dans la direction circonférentielle, et adoptent ensemble une forme sensiblement annulaire suivant le fond de chambre 8 qu'ils protègent. Ils disposent chacun d'une extrémité aval 114a en forme de secteur d'anneau plan, à savoir dépourvue d'extrémités radiales externe et interne recourbées vers l'aval, comme cela était le cas antérieurement. De plus, les secteurs d'anneau plan 114a agencés bout à bout forment ensemble un anneau plan. La chambre 8 intègre la paroi annulaire externe 16 ainsi que la paroi annulaire interne 18, chacune centrée sur l'axe 4 et s'étendant sensiblement 9 tout le long de la chambre 2 selon la direction de cet axe. Pour leur fixation avec le fond de chambre 8, ce dernier présente ici aussi le rebord de fixation externe 8a fixé par boulons 20 à la paroi externe 16, ainsi que le rebord de fixation interne 8b fixé par boulons 22 à la paroi interne 18. Ces rebords peuvent indifféremment s'étendre vers l'amont ou vers l'aval à partir de la portion centrale principale du fond de chambre, le dernier cas étant celui représenté sur la figure 2. Ici aussi, les boulons 20, 22 servent simultanément à assurer le montage du carénage amont 24 de la chambre, de forme annulaire et traversé par les canes des systèmes d'injection 6.
Pour refroidir la paroi externe 16, il est prévu, en aval du fond de chambre 8, entre une partie amont de cette paroi 16 et une bride de canalisation d'air 128 lui étant disposée radialement vers l'intérieur, une fente annulaire 130 pour le passage d'un film d'air de refroidissement 132. La fente annulaire 130, de hauteur préférentiellement constante, est orientée sensiblement parallèlement à la portion amont de la paroi 16 qui la définit. Comme visible sur la figure 2, la bride de canalisation d'air 128 est réalisée d'un seul tenant avec le fond de chambre 8, en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier. Cette bride 128, sensiblement parallèle à la portion amont de la paroi 16 avec laquelle elle définit la fente 130, permet donc l'établissement d'un film d'air 132 épousant intérieurement la partie amont de la surface intérieure 10 de la paroi annulaire 16, ce qui assure un bon refroidissement de celle-ci, éventuellement complété par une technique connue de multiperforation de cette paroi 16. Cette fente 130 est alimentée en air depuis l'amont par des orifices d'alimentation en air 140 prévus traversants sur le fond de chambre 8, sur une portion située entre son rebord de fixation externe 8a et la bride 128. De ce fait, la fente 130 est donc bien alimentée en air directement par le fond de chambre, via les orifices d'alimentation 140 débouchant dans cette fente. La paroi 16 peut faire l'objet d'une multiperforation, pour accentuer son refroidissement. Il est alors possible de prévoir une rangée annulaire de perforations 142 débouchant dans la fente 130, correspondant par exemple à la rangée la plus amont de cette multiperforation. Dans un tel cas de figure, comme montré sur la figure 3, les orifices d'alimentation en air 140 sont décalés des perforations 142 selon la direction circonférentielle 146, par exemple de façon à être disposés en quinconce. Par conséquent, l'air arrivant dans la fente 130 par les perforations 142 ne perturbe pas l'air arrivant dans cette même fente par les orifices d'alimentation 140, et inversement. En outre, il peut être prévu une autre arrivée d'air dans la chambre, définie entre la bride 128 et le chant radialement externe de l'extrémité aval 114a plane des boucliers thermiques 114.
De manière analogue, pour refroidir la paroi externe 18, il est prévu, en aval du fond de 11 chambre 8, entre une partie amont de cette paroi 18 et une bride de canalisation d'air 134 lui étant disposée radialement vers l'extérieur, une fente annulaire 136 pour le passage d'un film d'air de refroidissement 138.
La fente annulaire 136, de hauteur préférentiellement constante, est orientée sensiblement parallèlement à la portion amont de la paroi 18 qui la définit. Comme visible sur la figure 2, la bride de canalisation d'air 134 est réalisée d'un seul tenant avec le fond de chambre 8, en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier. Cette bride 134, sensiblement parallèle à la portion amont de la paroi 18 avec laquelle elle définit la fente 136, permet donc l'établissement d'un film d'air 138 épousant extérieurement la partie amont de la surface intérieure de la paroi annulaire 18, ce qui assure un bon refroidissement de celle-ci, éventuellement complété par une technique connue de multiperforation de cette paroi 18. La fente 136 est alimentée en air depuis l'amont par des orifices d'alimentation en air 150 prévus traversants sur le fond de chambre 8, sur une portion située entre son rebord de fixation interne 8b et la bride 134. De ce fait, la fente 136 est donc bien alimentée en air directement par le fond de chambre, via les orifices d'alimentation 150 débouchant dans cette fente. La paroi 18 peut également faire l'objet d'une multiperforation, pour accentuer son refroidissement. Il est alors possible de prévoir une rangée annulaire de perforations 150 débouchant dans la fente 136, correspondant par exemple à la rangée la 12 plus amont de cette multiperforation. Dans un tel cas de figure, les orifices d'alimentation en air 150 sont décalés des perforations 152 selon la direction circonférentielle 146, par exemple de façon à être disposés en quinconce, comme cela a été montré sur la figure 3 pour la partie externe de la chambre. De même, il peut être prévu une autre arrivée d'air dans la chambre, définie entre la bride 134 et le chant radialement interne de l'extrémité aval 114a des boucliers thermiques 114. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. 20
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Chambre de combustion annulaire (102) pour turbomachine, comprenant une première paroi annulaire (16) et un fond de chambre (8) présentant un premier rebord de fixation (8a) fixé à ladite première paroi annulaire, ladite chambre définissant, entre une partie amont de la première paroi (16) et une première bride de canalisation d'air (128), une fente (130) pour le passage d'un film d'air (132) de refroidissement de ladite première paroi annulaire, caractérisée en ce que ladite première bride de canalisation d'air (128) est réalisée d'un seul tenant avec ledit fond de chambre (8), en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier.
- 2. Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce que des orifices (140) d'alimentation en air de ladite fente (130) sont prévus traversants sur ledit fond de chambre (8), sur une portion de celui-ci située entre son premier rebord de fixation (8a) et ladite première bride de canalisation d'air (128).
- 3. Chambre de combustion selon la revendication 2, caractérisée en ce que ladite première paroi annulaire (16) présente une rangée annulaire de perforations (142) débouchant dans ladite fente (130), pratiquée de manière à ce qu'en vue radiale quelconque, les orifices d'alimentation en air (140) soient décalés 14 desdites perforations (142) selon la direction circonférentielle (146).
- 4. Chambre de combustion selon la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites perforations (142) et les orifices d'alimentation en air (140) sont disposés en quinconce.
- 5. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite première bride de canalisation d'air (128) est annulaire.
- 6. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite première paroi annulaire (16) est fixée au premier rebord de fixation (8a) du fond de chambre par boulons (20).
- 7. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des boucliers thermiques (114) montés sur le fond de chambre (8), en aval de ce dernier, et présentant chacun une extrémité aval (114a) en forme de secteur d'anneau plan.
- 8. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une seconde paroi annulaire (18) et le fond de chambre (8) présente un second rebord de fixation (8b) fixé à ladite seconde paroi annulaire, 15 ladite chambre définissant, entre une partie amont de la seconde paroi (18) et une seconde bride de canalisation d'air (134), une fente (136) pour le passage d'un film d'air (138) de refroidissement de ladite seconde paroi annulaire (18), ladite seconde bride de canalisation d'air (134) étant réalisée d'un seul tenant avec ledit fond de chambre (8), en se projetant vers l'aval à partir de ce dernier.
- 9. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite première paroi annulaire (16) est la paroi interne ou externe de la chambre de combustion.
- 10. Turbomachine pour aéronef comprenant une chambre de combustion annulaire (102) selon l'une quelconque des revendications précédentes.20
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