FR2952703A1 - Guide d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion d'une turbomachine - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une chambre de combustion d'une turbomachine, comprenant au moins une bougie d'allumage portée par un carter extérieur et s'étendant dans des moyens de guidage (14) portés par une paroi de révolution (3) de la chambre et comprenant un guide tubulaire (16) traversé axialement par la bougie et monté avec un jeu axial (j2) et transversal (j1) sur une cheminée (15) fixée sur la paroi de révolution (3) de la chambre et débouchant dans celle-ci, le guide (16) s'étendant au moins en partie dans une veine de circulation d'air à l'extérieur de la chambre. Les moyens de guidage (14) comprennent un déflecteur (24) entourant la partie (18) du guide (16) située dans la veine de circulation d'air, afin de réduire la pression aérodynamique sur le guide (16) et la pression de contact du guide (16) sur la bougie.

Description

Guide d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion d'une turbomachine
La présente invention concerne essentiellement le guidage d'une bougie d'allumage dans une chambre annulaire de combustion d'une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Une chambre annulaire de combustion de turbomachine comprend une paroi annulaire de fond de chambre reliée à deux viroles sensiblement cylindriques de révolution et coaxiales s'étendant vers l'aval, et un carénage ou capotage fixé sur le fond de chambre et s'étendant vers l'amont. Le carénage guide le flux d'air fourni par le compresseur de la turbomachine et le partage en une veine centrale qui alimente la chambre de combustion et en deux veines externes qui contournent la chambre de combustion. L'air issu du compresseur est amené dans la chambre de combustion et mélangé à un carburant, la combustion du mélange étant initiée par au moins Üne bougie d'allumage montée sur un carter externe et traversant un orifice de la virole externe.
Afin de réaliser l'étanchéité de la chambre de combustion au niveau de cet orifice, il est connu de monter dans cet orifice des moyens de guidage, qui comprennent un guide tubulaire traversé axialement par la bougie et monté avec un jeu axial et transversal sur une cheminée fixée sur la virole externe de la chambre et débouchant dans celle-ci par l'orifice précité. Le jeu autorise des déplacements axiaux et radiaux entre la chambre et le carter externe résultant de leurs dilatations différentielles pendant les différentes phases de vol, sans que la bougie ne vienne buter ou s'appuyer contre les bords de l'orifice de la virole externe de la chambre.
Il existe également un jeu fonctionnel entre le guide et la bougie afin que le guide puisse être déplacé en translation par rapport à la bougie.
Le guide s'étend dans une veine périphérique délimitée par le carter externe et la chambre de combustion, de sorte que l'air qui circule dans cette veine appuie le guide sur la bougie. Le contact entre la surface interne cylindrique du guide et la surface externe cylindrique de la bougie est situé du côté amont par rapport à l'écoulement d'air. Les dimensions de la zone de contact étant réduites, la pression de contact ou pression de Hertz est élevée. En outre, les vibrations et le flux d'air précité ont tendance à faire tourner le guide autour de la bougie.
Ceci crée une usure prématurée de la bougie au niveau de la zone de contact entre le guide et la bougie. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. A cet effet, elle propose une chambre de combustion d'une turbomachine, comprenant au moins une bougie d'allumage portée par un carter extérieur et s'étendant dans des moyens de guidage portés par une paroi de révolution de la chambre et comprenant un guide tubulaire traversé axialement par la bougie et monté avec un jeu axial et transversal sur une cheminée fixée sur la paroi de révolution de la chambre et débouchant dans celle-ci, le guide s'étendant au moins en partie dans une veine de circulation d'air à l'extérieur de la chambre, caractérisé en ce que les moyens de guidage comprennent un déflecteur entourant la partie du guide située dans la veine de circulation d'air, afin de réduire la pression aérodynamique sur le guide et la pression de contact du guide sur la bougie. De cette manière, l'usure de la bougie est sensiblement réduite. Dans une forme de réalisation de l'invention, le déflecteur est porté par la cheminée. Avantageusement, le déflecteur s'étend sur au moins 180° autour du guide. De façon préférée, le déflecteur s'étend sur 360 ° autour du guide.
Il est avantageux également que la hauteur du déflecteur soit supérieure à la hauteur de la partie du guide qui s'étend dans la veine de circulation d'air. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la cheminée comporte un rebord annulaire s'étendant radialement vers l'extérieur et délimitant une gorge annulaire de montage d'une collerette annulaire du guide, et le déflecteur est fixé sur le rebord annulaire de la cheminée, par exemple par soudage. L'invention concerne en outre une turbomachine telle qu'un 10 turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant une chambre annulaire de combustion selon l'invention. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux 15 dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'une chambre annulaire de combustion de l'état de la technique ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie de la chambre annulaire de la figure 1 ; 20 - les figures 3 et 4 sont des vues agrandies des moyens de guidage d'une bougie utilisés dans la chambre des figures 1 et 2 ; - la figure 5 est une vue correspondant à la figure 4, et représente des moyens de guidage de la chambre de combustion selon l'invention ; 25 - la figure 6 est une vue en perspective et en coupe médiane des moyens de guidage de la figure 5. Comme cela est illustré aux figures 1 et 2, une chambre annulaire de combustion 1 d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion est montée dans un carter externe 2 et comprend 30 une virole externe 3 de révolution comportant une bride annulaire aval de fixation sur le carter 2, une virole interne 4 de révolution comportant une bride annulaire aval de montage sur un carter interne, et un fond de chambre 5 sür lequel sont montés des carénages 6 s'étendant vers l'amont. Des cannes d'injection de carburant 7, réparties autour de l'axe de la turbomachine, débouchent dans le fond de chambre 5, par des têtes d'injection 8. Des systèmes d'injection 9 sont disposés autour de chaque tête d'injection 8. Le flux d'air fourni par le compresseur de la turbomachine est guidé par les carénages 6 et partagé en une veine centrale destinée à alimenter la chambre de combustion 1 et en deux veines externes destinées à contourner la chambre de combustion. Les systèmes d'injection 9 forment un flux d'air entrant de manière tourbillonnante dans une zone de combustion primaire 10 de la chambre de combustion 1. Cet air est mélangé au carburant pulvérisé par les têtes d'injection 8, le mélange étant allumé par au moins une bougie 11. La bougie 11 est montée, par son extrémité externe, sur un adaptateur 12 fixé au carter externe 2. L'extrémité interne de la bougie 11 traverse un orifice 13 ménagé dans la virole externe 3, jusqu'à affleurer la surface interne de la virole externe 3.
L'orifice 13 est équipé de moyens de guidage 14 de la bougie 11 comprenant une cheminée tubulaire 15 (voir figure 3) fixée sur la virole externe 3 et débouchant dans la chambre 10 par ledit orifice 13, ainsi qu'un guide 16 entourant la bougie et monté avec un jeu axial et transversal sur la cheminée 15. Une partie du guide s'étend dans la veine de circulation d'air située à l'extérieur de la chambre. Comme indiqué ci-dessus, l'air qui circule dans cette veine appuie le guide sur la bougie et sous l'effet combiné des vibrations en fonctionnement, peut faire tourner le guide sur la bougie, ce qui crée une usure plus ou moins rapide de la bougie. Comme cela apparaît aux figures 5 et 6, les moyens de guidage selon l'invention comportent un guide 16 comprenant une surface interne cylindrique 17, destinée à entourer la bougie 11, et raccordée du côté du carter externe 2 à une surface tronconique 18, et du côté opposé à une collerette annulaire 19, destiné à être engagée avec jeu dans une gorge annulaire interne 20 de la cheminée 15. Cette dernière est de forme générale tubulaire à section circulaire.
Une extrémité radialement interne 21 de la cheminée 15 est montée et soudée sur la virole 3, par l'intermédiaire d'un épaulement prenant appui sur le bord de l'orifice 13 et facilitant le positionnement de la cheminée 15. L'extrémité externe de la cheminée comporte un rebord annulaire 22 s'étendant radialement vers l'extérieur, par rapport à l'axe de la cheminée, sur lequel est fixée une plaque annulaire 23 s'étendant parallèlement au rebord 22 et délimitant la gorge annulaire interne 20 avec celui-ci. La collerette 19 du guide s'étend dans la gorge annulaire 20, un jeu radial j1 étant formé entre le bord périphérique de la collerette 19 et le fond de la gorge 20, un jeu axial j2 étant en outre formé entre la collerette 19 et la paroi annulaire 23. Ces jeux j1, j2 ainsi que le coulissement de la bougie 11 dans le guide 16 permettent de compenser les déplacements et les désaxages relatifs entre la bougie d'allumage 11 et la cheminée 15, provoqués par les dilatations dues aux fortes températures apparaissant lors du fonctionnement de la turbomachine. Selon l'invention, un déflecteur 24 entoure la partie du guide 16 située dans la veine de circulation d'air 25 (voir figure 1), c'est-à-dire la surface tronconique 18, afin de réduire la pression aérodynamique sur le guide 16 et la pression de contact du guide 16 sur la bougie 11. Le déflecteur 24 est de forme annulaire et s'étend au moins sur 180 ° et de préférence sur 360 ° autour du guide 16. Le déflecteur est fixé sur le rebord annulaire 22 de la cheminée 15, par exemple par soudage. La hauteur du déflecteur 24 est au moins égale ou de préférence supérieure à la hauteur de la partie 18 du guide 16 qui s'étend dans la veine de circulation d'air 25.
Bien entendu, le déflecteur 24 peut présenter une forme différente, l'essentiel étant qu'il soit situé en amont du guide 16 par rapport au sens de circulation de l'air dans la veine 25. Des trous de refroidissement 26 sont en outre ménagés dans la paroi cylindrique de la cheminée 15. En fonctionnement, de l'air issu de la veine périphérique 25 entre dans la cheminée 15 par les trous 26, de façon à refroidir la bougie 11.

Claims (7)

  1. REVENDICATIONS1. Chambre de combustion (1) d'une turbomachine, comprenant au moins une bougie d'allumage (11) portée par un carter extérieur (2) et s'étendant dans des moyens de guidage (14) portés par une paroi de révolution (3) de la chambre (1) et comprenant un guide tubulaire (16) traversé axialement par la bougie (11) et monté avec un jeu axial 02) et transversal (j1) sur une cheminée (15) fixée sur la paroi de révolution (3) de la chambre (1) et débouchant dans celle-ci, le guide (16) s'étendant au moins en partie dans une veine de circulation d'air (25) à l'extérieur de la chambre, caractérisé en ce que les moyens dé guidage (14) comprennent un déflecteur (24) entourant la partie (18) du guide (16) située dans la veine de circulation d'air (25), afin de réduire la pression aérodynamique sur le guide (16) et la pression de contact du guide (16) sur la bougie (11).
  2. 2. Chambre de combustion (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce que le déflecteur (24) est porté par la cheminée (15).
  3. 3. Chambre de combustion (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le déflecteur (24) s'étend sur au moins 180° autour du guide (16).
  4. 4. Chambre de combustion (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le déflecteur (24) s'étend sur 360 ° autour du guide (16).
  5. 5. Chambre de combustion (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la hauteur du déflecteur (24) est supérieure à la hauteur de la partie (18) du guide (16) qui s'étend dans la veine de circulation d'air (25).
  6. 6. Chambre de combustion (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la cheminée (15) comporte un rebord annulaire (22) s'étendant radialement vers l'extérieur et délimitant une gorge annulaire (20) de montage d'une collerette annulaire (19) du guide (16), eten ce que le déflecteur (24) est fixé sur le rebord annulaire (22) de la cheminée (15), par exemple par soudage.
  7. 7. Turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, comportant une chambre annulaire de combustion (1) selon l'une 5 des revendications 1 à 6.
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