FR2970065A1

FR2970065A1 - Dispositif de combustion pour moteur a turbine

Info

Publication number: FR2970065A1
Application number: FR1250035A
Authority: FR
Inventors: David William Cihlar; Ronald James Chila; Mert Enis Berkman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-01-03
Filing date: 2012-01-03
Publication date: 2012-07-06
Anticipated expiration: 2032-01-03
Also published as: FR2970065B1; JP6001854B2; DE102011057131A1; JP2012140955A; CN102589006B; US20120167571A1; DE102011057131A8; US8813501B2; CN102589006A

Abstract

Le dispositif de combustion comprend une chemise (254) définissant intérieurement une chambre de combustion, la chemise comprenant une extrémité avant (257) et une extrémité arrière (259), l'extrémité arrière comprenant au moins un canal s'étendant à travers celle-ci, le/les canaux étant alignés d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central (410) passant par l'extrémité arrière, une pluralité d'injecteurs de combustible s'étendant à travers l'extrémité avant, et un manchon annulaire (306) enveloppant sensiblement l'extrémité arrière de façon qu'une cavité (402) soit définie entre le manchon et l'extrémité arrière, le manchon comprenant au moins une ouverture (308) s'étendant radialement à travers celui-ci, la/les ouvertures étant orientées de façon qu'un fluide amené à passer par celles-ci frappe une surface de l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit amené à entrer dans la chambre de combustion.

Description

B11-6055FR 1 Dispositif de combustion pour moteur à turbine

La présente invention concerne de façon générale les moteurs à turbines et, plus particulièrement, des dispositifs de combustion destinés à des moteurs à turbines. Au moins certains moteurs à turbines selon la technique antérieure, notamment les moteurs à turbines à gaz, utilisent de l'air de refroidissement pour refroidir un système de combustion utilisé dans le moteur. Souvent, l'air de refroidissement est fourni depuis un compresseur monté en communication fluidique en amont du système de combustion. Plus spécifiquement, dans au moins certains moteurs à turbines selon la technique antérieure, l'air de refroidissement est refoulé, depuis le compresseur, dans une chambre de distribution qui s'étend au moins partiellement autour d'une pièce de transition d'un dispositif de combustion. Une partie de l'air de refroidissement entrant dans la chambre de distribution est fournie à un manchon de refroidissement par impact qui englobe la pièce de transition, avant que l'air de refroidissement ne soit acheminé jusque dans un canal défini entre le manchon de refroidissement par impact et la pièce de transition. L'air de refroidissement entrant dans le canal de refroidissement est ensuite refoulé vers l'aval dans un second canal défini entre une chemise de dispositif de combustion et un manchon d'écoulement. L'éventuel air de refroidissement restant qui entre dans la chambre de distribution est amené à passer par des entrées ménagées dans le manchon d'écoulement avant d'être refoulé vers l'aval dans le second canal. L'air de refroidissement qui passe dans le second canal refroidit une partie extérieure de la chemise du dispositif de combustion. Il est nécessaire de fournir de l'air de refroidissement à une chemise de dispositif de combustion pendant le fonctionnement du moteur à turbine, car la chemise peut fonctionner à l'une des températures les plus élevées en comparaison d'autres organes du moteur à turbine. Plus particulièrement, afin d'éviter des contraintes thermiques différentielles, il importe de refroidir la totalité de la chemise du dispositif de combustion. Cependant, il peut être difficile de fournir de l'air de refroidissement à une extrémité arrière d'une chemise de dispositif de combustion, car l'extrémité arrière se trouve globalement radialement vers l'intérieur d'une interface de la chemise du dispositif de combustion et de la pièce de transition. L'impossibilité de refroidir efficacement l'extrémité arrière de la chemise d'un dispositif de combustion risque de provoquer une fissuration d'origine thermique, des contraintes thermiques différentielles et/ou un endommagement de la chemise du dispositif de combustion, ce qui risque de réduire globalement la durée de vie de la chemise du dispositif de combustion et/ou d'accroître le coût de l'entretien et de l'exploitation du moteur à turbine. Dans une première forme de réalisation de l'invention, il est proposé un procédé d'assemblage d'un dispositif de combustion destiné à un moteur à turbine. Le procédé comprend la réalisation d'une chemise de dispositif de combustion qui définit intérieurement une chambre de combustion. La chemise du dispositif de combustion comporte une extrémité avant et une extrémité arrière, l'extrémité arrière comprenant au moins un canal s'étendant à travers celle-ci. Le canal est aligné d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central passant par l'extrémité arrière. Une pluralité d'injecteurs de combustible sont montés à l'extrémité avant de telle façon que les injecteurs de combustible s'étendent à travers l'extrémité avant. Un manchon annulaire pourvu d'au moins une ouverture s'étendant radialement à travers celui-ci est monté à l'extrémité arrière, le manchon englobant sensiblement l'extrémité arrière de façon qu'une cavité soit définie entre ceux-ci et de façon qu'un fluide amené à passer par la ou les ouvertures impacte une surface de l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit amené à entrer dans la chambre de combustion. Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est proposé un dispositif de combustion destiné à un moteur à turbine. Le dispositif de combustion comporte une chemise de dispositif de combustion qui définit intérieurement une chambre de combustion. La chemise de dispositif de combustion comporte une extrémité avant et une extrémité arrière, l'extrémité arrière comprenant au moins un canal s'étendant à travers celle-ci. Le canal est aligné d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central passant par l'extrémité arrière. De plus, le dispositif de combustion comporte une pluralité d'injecteurs de combustible qui s'étendent à travers l'extrémité avant. Le dispositif de combustion comporte également un manchon annulaire qui englobe sensiblement l'extrémité arrière de façon qu'une cavité soit définie entre le manchon et l'extrémité arrière, le manchon étant pourvu d'au moins une ouverture s'étendant axialement à travers celui-ci. L'ouverture est orientée de façon qu'un fluide amené à passer dans celui-ci impacte une surface de l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit amené à entrer dans la chambre de combustion.

Dans une autre forme de réalisation de l'invention, il est proposé un moteur à turbine. Le moteur à turbine comporte un compresseur et un système de combustion monté en communication fluidique avec le compresseur. Le système de combustion comporte au moins un dispositif de combustion. Le dispositif de combustion comporte une chemise de dispositif de combustion qui définit intérieurement une chambre de combustion. La chemise de dispositif de combustion comprend une extrémité avant et une extrémité arrière, l'extrémité arrière comprenant au moins un canal passant à travers celle-ci. Le canal est aligné d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central passant par l'extrémité arrière. De plus, le dispositif de combustion comporte une pluralité d'injecteurs de combustible qui s'étendent à travers l'extrémité avant. Le dispositif de combustion comporte également un manchon annulaire qui englobe sensiblement l'extrémité arrière de façon qu'une cavité soit définie entre le manchon et l'extrémité arrière, le manchon étant pourvu d'au moins une ouverture s'étendant radialement à travers celui-ci. L'ouverture est orientée de façon qu'un fluide amené à passer par celle-ci impacte une surface de l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit amené à entrer dans la chambre de combustion. L'invention sera mieux comprise à l'étude détaillée de quelques modes de réalisation pris à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un exemple de moteur à turbine ; - la figure 2 est une vue agrandie en coupe d'une partie d'un dispositif de combustion utilisable avec le moteur à turbine représenté sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue agrandie partiellement éclatée en perspective d'une partie du dispositif de combustion représenté sur la figure 2 et prise dans la zone 3 ; et - la figure 4 est une vue agrandie en coupe d'une partie du dispositif de combustion représenté sur la figure 3 et prise suivant la ligne 4-4.

L'invention permet de supprimer au moins certains inconvénients des dispositifs de combustion selon la technique antérieure en proposant un dispositif de combustion qui refroidit efficacement la chemise de dispositif de combustion et, plus particulièrement, refroidit l'extrémité arrière de la chemise de dispositif de combustion. Plus particulièrement, les formes de réalisation décrites ici proposent une chemise de dispositif de combustion qui comporte au moins un canal s'étendant à travers une extrémité arrière de la chemise, le canal étant aligné d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central qui passe par l'extrémité arrière. De plus, un manchon arrière pourvu d'au moins une ouverture englobe sensiblement l'extrémité arrière de la chemise de dispositif de combustion de façon qu'une cavité soit définie entre le manchon et l'extrémité arrière. L'ouverture du manchon est orientée de manière à permettre à un fluide tel que de l'air, acheminé via l'ouverture pour frapper ou impacter l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit amené à entrer dans une chambre de combustion. Lorsque le fluide frappe l'extrémité arrière, le fluide dévie par rapport à une surface de l'extrémité arrière et est dispersé dans toute la cavité pour contribuer à sensiblement réduire la température dans l'extrémité arrière de la chemise de dispositif de combustion. La figure 1 est une vue schématique en coupe d'un moteur 100 à turbine. Dans l'exemple illustré, le moteur 100 à turbine est un moteur à turbine à gaz. Bien que l'exemple illustré représente un moteur à turbine à gaz, la présente invention ne se limite nullement à un moteur particulier, et la présente invention peut être utilisée dans le cadre d'autres moteurs à turbines. Dans l'exemple illustré, le moteur 100 à turbine comporte une section admission 112, une section compresseur 114 en aval de la section admission 112, une section dispositif de combustion 116 en aval de la section compresseur, une section turbine 118 en aval de la section dispositif de combustion 116 et une section échappement 120 en aval de la section turbine 118. La section turbine 118 est accouplée avec la section compresseur 114 par l'intermédiaire d'un rotor 122 qui comporte un arbre 128. La section dispositif de combustion 116 comporte au moins un dispositif de combustion 130 monté en communication fluidique avec la section compresseur 114. Un ensemble 136 d'injecteurs de combustible est monté sur le dispositif de combustion 130. La section turbine 118 est accouplée, de manière à pouvoir tourner, avec la section compresseur 114 et avec une charge (non représentée) telle que, notamment, un alternateur électrique et/ou un moyen d'entraînement mécanique.

En fonctionnement, de l'air passe dans la section compresseur 114 et de l'air comprimé est refoulé dans la section dispositif de combustion 116. Le dispositif de combustion 130 injecte un combustible, par exemple du gaz naturel et/ou du fioul, dans le flux d'air, enflamme le mélange de combustible et d'air pour provoquer une détente du mélange de combustible et d'air du fait de la combustion et génère des gaz de combustion à haute température. Les gaz de combustion sont refoulés depuis le dispositif de combustion 130 vers la section turbine 118, dans laquelle l'énergie thermique contenue dans les gaz est convertie en énergie mécanique de rotation. Les gaz de combustion communiquent une énergie de rotation à la section turbine 118 et au rotor 122, ce qui fournit ensuite de l'énergie de rotation à la section compresseur 114. La figure 2 est une vue agrandie en coupe d'une partie du dispositif de combustion 130. Dans l'exemple illustré, le dispositif de combustion 130 est monté en communication fluidique avec la section turbine 118 et avec la section compresseur 114. De plus, dans l'exemple illustré, la section compresseur 114 comporte un diffuseur 232 monté en communication fluidique avec une chambre de refoulement 234. La chambre de refoulement 234 dirige de l'air en aval de la section compresseur 114 vers le dispositif de combustion 130. Dans l'exemple illustré, le dispositif de combustion 130 comporte une plaque bombée sensiblement circulaire 236 qui supporte au moins partiellement une pluralité d'injecteurs 238 de combustible. La plaque bombée 236 est montée sur un manchon d'écoulement sensiblement cylindrique 240 de dispositif de combustion, qui possède une surface extérieure 242 s'étendant entre une section avant 244 et une section arrière 246. Un carter 248 de dispositif de combustion est monté sur la surface extérieure 242, et le manchon d'écoulement 240 est au moins partiellement installé dans une chambre 250 définit par une surface intérieure 252 du carter. Plus particulièrement, dans l'exemple illustré, le carter 248 du dispositif de combustion est accouplé avec le manchon d'écoulement 240 entre la section avant 244 et la section arrière 246. De plus, la section avant 244 est accouplée avec la plaque bombée 236 de façon que la chambre 250 soit orientée en communication fluidique avec la chambre de distribution 234 pour permettre à un flux d'air issu de la section compresseur 114 d'être acheminé jusqu'au manchon d'écoulement 240. Une chemise sensiblement cylindrique 254 de dispositif de combustion placée dans le manchon d'écoulement 240 est accouplée avec et supportée par le manchon d'écoulement 240. Plus particulièrement, dans l'exemple de forme de réalisation, le manchon d'écoulement 240 est monté radialement vers l'extérieur de la chemise 254 de dispositif de combustion de façon qu'un passage de refroidissement annulaire 256 soit défini entre le manchon d'écoulement 240 et la chemise 254 de dispositif de combustion. Le manchon d'écoulement 240 et le carter 248 de dispositif de combustion isolent sensiblement la chemise 254 de dispositif de combustion et ses processus de combustion correspondants par rapport aux organes de turbine environnants. Dans l'exemple illustré, la chemise 254 de dispositif de combustion comprend une surface intérieure d'une forme sensiblement cylindrique 258 qui définit une chambre de combustion annulaire 260. La chemise 254 de dispositif de combustion a une extrémité avant 257 et une extrémité arrière 259. Dans l'exemple illustré, l'extrémité avant 257 de la chemise est accouplée avec des injecteurs 238 de combustible de façon que les injecteurs 238 de combustible s'étendent à travers l'extrémité avant 257 afin d'acheminer un combustible jusque dans la chambre de combustion 260. Un passage de refroidissement annulaire 256 fait passer le fluide de refroidissement à travers une surface extérieure 264 de la chemise 254 de dispositif de combustion vers les injecteurs 238 de combustible. Dans l'exemple illustré, le manchon d'écoulement 240 comprend une ouverture d'entrée 266 qui définit un trajet d'écoulement jusque dans le passage d'écoulement 256. Une pièce de transition 268 est montée sur la chemise 254 de dispositif de combustion pour servir à acheminer des gaz de combustion depuis la chemise 254 de dispositif de combustion vers la section turbine 118. Dans l'exemple illustré, la pièce de transition 268 comprend une surface intérieure 270 qui définit une cavité de guidage 272 acheminant les gaz de combustion depuis la chambre de combustion 260 vers l'aval en direction d'une tuyère 274 de turbine. Un trajet 276 de flux de combustion est défini dans la surface intérieure 258 de la chemise de dispositif de combustion. Les gaz de combustion générés dans la chambre de combustion 260 sont acheminés sur le trajet 276 vers la pièce de transition 268. Une extrémité amont 278 de la pièce de transition 268 est accouplée avec l'extrémité arrière 259 de la chemise. Dans une forme de réalisation, le chemise 254 de dispositif de combustion est au moins partiellement insérée dans l'extrémité amont 278 pour permettre à la chambre de combustion 260 d'être mise en communication fluidique avec la cavité de guidage 272 et de façon que la chambre de combustion 260 et la cavité de guidage 272 soient sensiblement isolées de la chambre de distribution 234. Un manchon de refroidissement par impact 282 est espacé radialement vers l'extérieur par rapport à la pièce de transition 268. Plus particulièrement, une extrémité aval du manchon de refroidissement par impact 282 est accouplée avec la pièce de transition 268 de façon que le manchon de refroidissement par impact 282 soit placé radialement vers l'extérieur par rapport à la pièce de transition 268 et de façon qu'un passage de refroidissement 286 de pièce de transition soit défini entre le manchon de refroidissement par impact 282 et la pièce de transition 268. Une pluralité d'ouvertures 288 s'étendent à travers le manchon de refroidissement par impact 282 pour permettre à une partie de l'air refoulé depuis la chambre de refoulement 234 du compresseur d'être acheminée jusque dans le passage de refroidissement 286. Dans l'exemple illustré, une extrémité amont 290 du manchon de refroidissement par impact 282 est alignée d'une manière sensiblement concentrique par rapport au manchon d'écoulement 240 pour permettre un acheminement du fluide de refroidissement du passage de refroidissement 286 au passage de refroidissement 256.

En fonctionnement, la section compresseur 114 est entraînée par la section turbine 118 par l'intermédiaire de l'arbre 128 (représenté sur la figure 1). Lorsque tourne la section compresseur 114, l'air comprimé 292 est refoulé dans le diffuseur 232. Dans l'exemple de forme de réalisation, la majeure partie de l'air comprimé 292 refoulé dans le diffuseur 232 depuis la section compresseur 114 est acheminée via la chambre de refoulement 234 du compresseur vers le dispositif de combustion 130. Une plus petite partie de l'air comprimé 292 refoulé depuis la section compresseur 114 est acheminée vers l'aval pour servir à refroidir des organes du moteur 100 à turbine. Plus particulièrement, un premier flux 294 d'air comprimé sous pression 292 présent dans la chambre de distribution 234 est acheminé jusque dans le passage de refroidissement 286 via des ouvertures 288 dans le manchon de refroidissement par chocs. L'air 294 est ensuite acheminé via le passage de refroidissement 286 avant d'être refoulé dans le passage de refroidissement 256. En outre, un second flux 296 d'air comprimé sous pression 292 est amené à passer autour du manchon de refroidissement par impact 282 et est refoulé dans le passage de refroidissement 256 via l'ouverture d'entrée 266. L'air 296 entrant dans l'ouverture d'entrée 266 et l'air 294 issu du passage de refroidissement 286 de pièce de transition sont ensuite mélangés dans le passage de refroidissement 256 avant d'être refoulés depuis le passage de refroidissement 256 vers les injecteurs 238 de combustible. L'air 292 est mélangé à un combustible injecté depuis les injecteurs 238 de combustible et est enflammé dans la chambre de combustion 260 pour former des gaz de combustion 298. Les gaz de combustion 298 sont acheminés depuis la chambre 260, via la cavité de guidage 272 de la pièce de transition, vers la tuyère 274 de turbine.

La figure 3 est une vue éclatée en perspective partiellement agrandie d'une partie du dispositif de combustion 130, prise dans la zone 3 (représentée sur la figure 2). La chemise 254 de dispositif de combustion comprend une extrémité avant 257 et une extrémité arrière 259. L'extrémité arrière 259 de chemise comprend au moins un canal 304 qui s'étend à travers l'extrémité arrière 259. Dans l'exemple de forme de réalisation, l'extrémité arrière 259 comprend une pluralité de canaux 304 orientés de façon que deux rangées 307 de canaux 304 s'étendent sensiblement sur le pourtour de l'extrémité arrière 259. Selon une autre possibilité, l'extrémité arrière 259 peut comprendre n'importe quel nombre de canaux 304 et n'importe quel nombre de rangées 307 de canaux 304 permettant au dispositif de combustion 130 de fonctionner de la manière décrite ici. De plus, les canaux 304 peuvent être espacés et/ou orientés de n'importe quelle manière autour de l'extrémité arrière 259 à condition de permettre au dispositif de combustion 130 de fonctionner de la manière décrite ici. De plus, dans l'exemple illustré, le dispositif de combustion 130 comporte un manchon annulaire 306 d'extrémité arrière, qui est monté sur l'extrémité arrière 259 de façon que le manchon 306 d'extrémité arrière englobe sensiblement l'extrémité arrière 259 de la chemise. Plus particulièrement, le manchon 306 d'extrémité arrière englobe sensiblement l'extrémité arrière 259 de la chemise de façon qu'une cavité (non représentée sur la figure 3) soit définie entre le manchon 306 d'extrémité arrière et l'extrémité arrière 259. Dans l'exemple illustré, le manchon 306 d'extrémité arrière comprend au moins une ouverture 308 qui s'étend de manière globalement radiale à travers le manchon 306 d'extrémité arrière. Dans l'exemple illustré, le manchon 306 d'extrémité arrière comprend une pluralité d'ouvertures 308 orientées de façon que trois rangées 310 d'ouvertures 308 soient espacées sensiblement sur le pourtour du manchon 306 d'extrémité arrière. Selon une autre possibilité, le manchon 306 d'extrémité arrière peut avoir n'importe quel nombre d'ouvertures 308 et n'importe quel nombre de rangées 310 d'ouvertures 308 permettant au dispositif de combustion 130 de fonctionner de la manière décrite ici. De plus, les ouvertures 308 peuvent être espacées et/ou orientées de n'importe quelle manière autour du manchon 306 d'extrémité arrière à condition de permettre au dispositif de combustion 130 de fonctionner de la manière décrite ici. La figure 4 est une vue agrandie en coupe d'une partie du dispositif de combustion 130, prise suivant la ligne 4-4 (représentée sur la figure 3). L'extrémité arrière 259 comprend une surface extérieure 380 et une surface intérieure 382. Le manchon 306 d'extrémité arrière englobe sensiblement l'extrémité arrière 259 de la chemise de façon qu'une cavité 402 soit définie entre le manchon 306 d'extrémité arrière et la surface extérieure 380 de l'extrémité arrière. Dans l'exemple illustré, chaque canal 304 s'étend de la surface extérieure 380 à la surface intérieure 382 de l'extrémité arrière. De plus, dans l'exemple de forme de réalisation, chaque ouverture 308 est orientée d'une manière sensiblement oblique par rapport à chaque canal 304. Plus spécifiquement, chaque ouverture 308 est orientée par rapport à chaque canal 304 de façon que le fluide acheminé via les ouvertures 308 frappe ou impacte la surface extérieure 380 de l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit acheminé jusque dans la chambre de combustion 260. Cet impact contribue à ce que le fluide soit dévié et dispersé sensiblement dans la cavité 402 à la fois dans une première direction 403 et dans une seconde direction différente 405 avant que le fluide ne soit acheminé jusque dans la chambre de combustion 260. De plus, dans l'exemple illustré, un axe géométrique central 410 passe axialement par l'extrémité arrière 259. L'axe central 410 divise en deux parties égales l'extrémité arrière 259 en définissant une partie amont 412 de l'extrémité arrière 259 et une partie aval 414 de l'extrémité arrière 259. Plus particulièrement, dans l'exemple illustré, la partie amont 412 de l'extrémité arrière s'étend de la surface extérieure 380 de l'extrémité arrière à l'axe central 410 et la partie aval 414 de l'extrémité arrière s'étend de l'axe central 410 à la surface intérieure 382 de l'extrémité arrière. De plus, dans l'exemple illustré, la partie amont 412 de l'extrémité arrière est sensiblement symétrique à la partie aval 414 de l'extrémité arrière par rapport à l'axe central 410. De plus, chaque canal 304 s'étend de la partie amont 412 de l'extrémité arrière à la partie aval 414 de l'extrémité arrière. Par ailleurs, chaque canal 304 a une partie amont 420 et une partie 422 qui sont orientées de façon que la partie amont 420 du canal s'étende de la surface extérieure 380 de l'extrémité arrière à l'axe central 410 et que la partie aval 422 du canal s'étende de l'axe central 410 à la surface intérieure 382 de l'extrémité arrière. Dans l'exemple illustré, chaque canal 304 est aligné d'une manière oblique par rapport à l'axe central 410 de façon qu'un trajet d'écoulement oblique 416 soit défini dans celui-ci. Plus particulièrement, la partie amont 420 d'un canal est orientée suivant un angle ai par rapport à l'axe central 410 et la partie aval 422 du canal est orientée suivant un angle a2 par rapport à l'axe central 410. Selon une autre possibilité, chaque canal 304 peut avoir un angle circonférentiel. Par exemple, la partie amont 420 du canal et la partie aval 422 du canal peuvent définir des angles dans une direction circonférentielle. De plus, dans l'exemple de forme de réalisation, les angles ai et az sont congruents. Plus particulièrement, dans l'exemple illustré, les angles ai et az valent chacun approximativement 45 degrés. Selon une autre possibilité, les angles ai et a2 peuvent être égaux à n'importe quel angle permettant au dispositif de combustion 130 de fonctionner de la manière décrite ici. En fonctionnement, la section compresseur 114 (représentée sur les figures 1 et 2) est entraînée par la section turbine 118 (représentée sur les figures 1 et 2) par l'intermédiaire de l'arbre 128 (représenté sur la figure 1). Lorsque tourne la section compresseur 114, l'air comprimé 292 (représenté sur la figure 2) est refoulé dans le diffuseur 232 (représenté sur la figure 2). Dans l'exemple illustré, la majeure partie de l'air comprimé 292 refoulé dans le diffuseur 232 depuis la section compresseur 114 est acheminé, via la chambre de refoulement 234 (représentée sur la figure 2) du compresseur vers le dispositif de combustion 130. Lorsque l'air 292 est acheminé vers le dispositif de combustion 130, une partie de l'air 292 est acheminée vers l'extrémité arrière 259 de la chemise, via la chambre de distribution 234. Dans l'exemple illustré, lorsque l'air 292 est acheminé vers l'extrémité arrière 259 de la chemise, une partie de l'air 292 passe radialement à travers les ouvertures 308 du manchon pour entrer dans la cavité 402. L'air 292 frappe ensuite la surface extérieure 380 de l'extrémité arrière 259 de la chemise et est dévié et dispersé d'une manière sensiblement axiale dans la cavité 402, respectivement dans une première et une seconde directions 403 et 405. L'air 292 est ensuite acheminé via chaque canal 304 jusque dans la chambre de combustion 260, dans laquelle l'air 292 contribue à réduire sensiblement la température dans la chambre 254 du dispositif de combustion. Plus particulièrement, l'air 292 contribue à réduire sensiblement la température de fonctionnement dans l'extrémité arrière 259 de la chemise. De plus, un joint annulaire d'étanchéité (non représenté) globalement monté sur l'extrémité arrière 259 n'est plus nécessaire à l'extrémité arrière 259 et peut être monté sur une autre partie de la chemise 254 du dispositif de combustion. En l'absence de ce joint, une plus grande quantité d'air 292 peut circuler dans l'extrémité arrière 259. Le dispositif de combustion décrit plus haut peut être utilisé avec des moteurs à turbines pour refroidir notablement une chemise de dispositif de combustion et, en particulier, refroidir sensiblement l'extrémité arrière d'une chemise de dispositif de combustion contenue dans le dispositif de combustion. Plus particulièrement, l'invention propose une chemise de dispositif de combustion qui comprend au moins un canal s'étendant à travers une extrémité arrière de la chemise. A la différence des dispositifs de combustion selon la technique antérieure, le canal décrit ici est aligné d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central passant par l'extrémité arrière. De plus, un manchon annulaire qui comprend au moins une ouverture englobe sensiblement l'extrémité arrière de la chambre de dispositif de combustion de telle sorte qu'une cavité soit définie entre le manchon et l'extrémité arrière. A la différence des dispositifs de combustion selon la technique antérieure, l'ouverture du manchon est orientée pour permettre à un fluide tel que de l'air, amené à passer par l'ouverture, de frapper l'extrémité arrière avant que le fluide ne soit acheminé jusque dans une chambre de combustion. Lorsque le fluide frappe ou impacte l'extrémité arrière, le fluide est dévié depuis une surface de l'extrémité arrière et se répand dans toute la cavité pour contribuer à réduire sensiblement la température dans l'extrémité arrière de la chemise du dispositif de combustion. De la sorte, l'extrémité arrière de la chemise de dispositif de combustion est efficacement refroidie en comparaison de dispositifs de combustion selon la technique antérieure. De plus, en refroidissant efficacement l'extrémité arrière de la chemise de dispositif de combustion, une fissuration d'origine thermique, des contraintes thermiques différentielles et/ou un endommagement de la chemise de dispositif de combustion peuvent être sensiblement réduits et/ou empêchés.

Liste des repères 3 Zone 4 Ligne 100 Moteur à turbine 112 Section admission 114 Section compresseur 116 Section dispositif de combustion 118 Section turbine 120 Section échappement 122 Rotor 128 Arbre 130 Dispositif de combustion 136 Injecteur de combustible 232 Diffuseur 234 Chambre de refoulement du compresseur 236 Plaque bombée 238 Injecteurs de combustible 240 Manchon d'écoulement du dispositif de combustion 242 Surface extérieure 244 Section avant 246 Section arrière 248 Carter du dispositif de combustion 250 Chambre de combustion 252 Surface intérieure du carter 254 Chemise du dispositif de combustion 256 Passage de refroidissement 257 Extrémité avant de la chemise de dispositif de combustion 258 Surface intérieure de la chemise de dispositif de combustion 259 Englobe l'extrémité arrière de la chemise 260 Chambre de combustion 264 Surface extérieure 266 Ouverture d'entrée 268 Pièce de transition 270 Surface intérieure 272 Cavité de guidage 274 Tuyère de turbine 276 Trajet d'écoulement de combustion 278 Extrémité amont 282 Manchon de refroidissement par impact 284 Extrémité aval 286 Passage de refroidissement 288 Ouvertures dans le manchon de refroidissement par impact 288 Ouvertures 290 Extrémité amont 292 Air comprimé sous pression 294 Premier flux 296 Second flux 298 Gaz de combustion 304 Canaux 306 Manchon d'extrémité arrière 307 Rangées 308 Ouverture 310 Rangées 380 Surface extérieure de l'extrémité arrière 382 Surface intérieure de l'extrémité arrière 402 Cavité 403 Première direction 405 Seconde direction 410 Axe géométrique central 412 Partie amont de l'extrémité arrière 414 Partie aval de l'extrémité arrière 416 Trajet d'écoulement oblique 420 Partie amont de canal 422 Partie aval de canal

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de combustion (130) pour un moteur (100) à turbine, comportant : une chemise (254) de dispositif de combustion définissant intérieurement une chambre de combustion (260), ladite chemise de dispositif de combustion comprenant une extrémité avant (257) et une extrémité arrière (259), ladite extrémité arrière comprenant au moins un canal (304) s'étendant à travers celle-ci, le ou lesdits canaux étant alignés d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central (410) passant par ladite extrémité arrière ; une pluralité d'injecteurs (238) de combustible s'étendant à travers ladite extrémité avant ; et un manchon annulaire (306) englobant sensiblement ladite extrémité arrière de façon qu'une cavité (402) soit définie entre ledit manchon et ladite extrémité arrière, ledit manchon comprenant au moins une ouverture (308) s'étendant radialement à travers celui-ci, la ou lesdites ouvertures étant orientées de façon qu'un fluide amené à passer par celle-ci, frappe ou impacte une surface de ladite extrémité arrière avant que le fluide ne soit acheminé jusque dans ladite chambre de combustion.
2. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 1, dans lequel ladite ou lesdites ouvertures (308) sont orientées d'une manière sensiblement oblique par rapport auxdits canaux (304).
3. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 1, comprenant en outre un manchon d'écoulement (240) monté radialement à l'extérieur de ladite chemise (254) de dispositif de combustion.
4. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 1, dans lequel le ou lesdits canaux (304) comprennent une pluralité de canaux s'étendant sensiblement sur le pourtour de ladite extrémité arrière (259), la ou lesdites ouvertures (308) comprenant une pluralité d'ouvertures espacées sensiblement dans la direction circonférentielle autour dudit manchon (306).
5. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 1, dans lequel ladite extrémité arrière (259) comprend une surface extérieure (380) et une surface intérieure (382).
6. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 5, dans lequel au moins un canal (304) comprend une partie amont (420) s'étendant depuis ladite surface extérieure (380) de l'extrémité arrière jusqu'audit axe central (410) et une partie aval (402) s'étendant depuis ledit axe central jusqu'à ladite surface intérieure (382) de l'extrémité arrière.
7. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 6, dans lequel ladite partie amont (420) du canal s'étend depuis ledit axe central (410) suivant un angle d'environ 45 degrés par rapport audit axe central et ladite partie aval (422) du canal s'étend depuis ledit axe central suivant un angle d'environ 45 degrés par rapport audit axe central.
8. Dispositif de combustion (130) selon la revendication 1, comprenant en outre une pièce de transition accouplée avec ladite chemise de dispositif de combustion.
9. Moteur (100) à turbine, comportant : un compresseur ; et un système de combustion monté en communication fluidique avec ledit compresseur, ledit système de combustion comprenant au moins un dispositif de combustion (130) comportant : une chemise (254) de dispositif de combustion définissant une chambre de combustion (250), ladite chemise de dispositif de combustion comprenant une extrémité avant (257) et une extrémité arrière (259), ladite extrémité arrière comprenant au moins un canal (304) s'étendant à travers celle-ci, le ou lesdits canaux étant alignés d'une manière oblique par rapport à un axe géométrique central (410) passant par ladite extrémité arrière ; une pluralité d'injecteurs (238) de combustible s'étendant à travers ladite extrémité avant ; et un manchon annulaire (306) englobant sensiblement ladite extrémité arrière de façon qu'une cavité (402) soit définie entre ledit manchon et ladite extrémité arrière, ledit manchon comprenant au moins une ouverture (308) s'étendant radialement à travers celui-ci, la ou lesdites ouvertures étant orientées de façon qu'un fluide amené à passer par celles-ci frappe ou impacte une surface de ladite extrémité arrière avant que le fluide ne soit amené à entrer dans ladite chambre de combustion.
10. Moteur (100) à turbine selon la revendication 9, dans lequel le ou les dispositifs de combustion (130) comportent en outre un manchon d'écoulement (240) monté radialement à l'extérieur de la chemise (254) de dispositif de combustion.