FR3001283A1 - Traversee coulissante d'axe d'inclinaison variable relativement a l'axe d'un bol melangeur - Google Patents

Abstract

Partie (21) de système d'injection (18) d'un mélange air carburant dans une chambre de combustion (2) d'une turbomachine (1), comprenant une traversée coulissante (26) comprenant une semelle (36) de traversée coulissante (26), la traversée coulissante (26) étant sensiblement de révolution autour d'un axe (23) de traversée coulissante (26), une partie aval (25) fixe de système d'injection (18) comprenant un bol mélangeur (28), le bol mélangeur (28) étant sensiblement de révolution autour d'un axe (3) de bol mélangeur (28), la partie aval (25) fixe de système d'injection (18) comprenant un espace de logement (29) de la semelle de traversée coulissante (26) délimité en amont par un rebord (44) de la partie aval (25) fixe de système d'injection (18) et en aval par une paroi (34) de la partie aval (25) fixe de système d'injection (18), l'espace de logement (29) étant configuré pour permettre une inclinaison de la traversée coulissante (26) relativement au bol mélangeur (28) selon un angle maximum (αmax) d'au moins 2,2° entre l'axe (23) de la traversée coulissante (26) et l'axe (3) de bol mélangeur (28) dans au moins un plan défini par l'axe (23) de la traversée coulissante (26) et l'axe (3) de bol mélangeur.

Description

TRAVERSEE COULISSANTE D'AXE D'INCLINAISON VARIABLE RELATIVEMENT A L'AXE D'UN BOL MELANGEUR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention se rapporte au domaine technique des systèmes d'injection d'un mélange air carburant dans une turbomachine d'aéronef. Plus précisément, elle concerne une partie de système d'injection d'un mélange air carburant, un système d'injection comportant un injecteur de carburant et une telle partie, ainsi qu'une chambre de combustion et la turbomachine associées. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un système d'injection classique d'un mélange air carburant dans une chambre de combustion d'une turbomachine d'aéronef est par exemple connu de la demande de brevet EP 1 731 837 A2. En référence à la figure 1, il est représenté une chambre de combustion 2 d'une turbomachine 1 d'aéronef, annulaire autour d'un axe de turbomachine 1. La chambre de combustion 2 comporte une paroi de carter intérieure fixe 4 et une paroi de carter extérieure 6. La paroi de carter extérieure 6 délimite avec une paroi de chambre extérieure 12 un passage 14 d'écoulement d'air. De même, la paroi de carter intérieure 4 définit avec une paroi de chambre intérieure 8 un second passage 10 d'écoulement d'air. Les parois de chambre intérieure 8 et extérieure 12 sont reliés par un fond de chambre 16 de la chambre de combustion 2. Sur le fond de chambre 16 sont montés une pluralité de systèmes d'injection 18 dont un seul est visible sur la figure 1. Chaque système d'injection 18 comprend un injecteur 80, une traversée coulissante 26 et une partie aval fixe de système d'injection 18. L'injecteur 80 est monté dans la traversée coulissante 26 au niveau d'un nez d'injecteur 82. La traversée coulissante 26 est montée coulissante sur une bague de logement 35 d'une partie aval fixe de système d'injection 18 qui comprend une vrille 24 et un bol mélangeur 28 solidaire du fond de chambre 16. Le bol mélangeur 28 présente une symétrie de révolution par rapport à un axe 3 de bol mélangeur 28 qui est en général confondu avec un axe de révolution de la partie aval fixe du système d'injection 18. La chambre de combustion 2, et notamment chaque système d'injection 18, sont alimentés dans la direction de la flèche 48 en air sous pression au niveau du passage 46. Cet air sous pression sert à la combustion ou au refroidissement de la chambre de combustion 2. Une partie de cet air est introduit dans la chambre de combustion 2 au niveau de l'ouverture centrale du carénage 50, comme schématisé par la flèche 52, tandis qu'une autre partie de l'air s'écoule vers les passages 10 et 14 d'écoulement d'air respectivement selon les directions 54 et 56 puis selon la direction 60. L'écoulement d'air schématisé par les flèches 60 pénètre ensuite dans la chambre de combustion 2 par des orifices primaires et des orifices de dilution. En référence à la figure 2a, une partie de l'air provenant de l'écoulement selon les flèches 52 alimente le système d'injection 18 au niveau de trous de purges 43 et au niveau des aubes de vrille 24 de la partie aval fixe du système d'injection 18. Toujours en référence à la figure 2a, le nez d'injecteur 82 de l'injecteur 80 est monté dans un orifice de logement d'injecteur 39 de la traversée coulissante 26. Le nez d'injecteur 82 est de forme sphérique pour former une liaison rotule avec l'orifice de logement d'injecteur 39 cylindrique. De manière classique, l'injecteur 80 et la traversée coulissante 26 permettent ainsi de compenser les défauts d'alignement dus aux tolérances de fabrications des différents éléments de la chambre de combustion 2 et aux déplacements relatifs de ces éléments, notamment du fait de la dilatation thermique différentielle des éléments de la chambre de combustion 2 et du fait de phénomènes vibratoires lors du fonctionnement de la turbomachine 1.

La figure 2b représente une coupe transversale du système d'injection 18 au niveau de la traversée coulissante 26 peu après le montage du système d'injection 18 sur la turbomachine 1. Le nez d'injecteur 82 est alors situé dans l'orifice de logement 39 du nez d'injecteur 82. Il est au contact de la traversée coulissante au niveau d'une zone de liaison 39a du nez d'injecteur 82. La zone de liaison 39a est relativement faible du fait de la liaison rotule du nez d'injecteur 82 sphérique avec l'orifice de logement d'injecteur 39 cylindrique. Après une durée conséquente de mise en service de la turbomachine 1 et comme représenté à la figure 2c, il est possible de constater une usure marquée du nez d'injecteur 82. Cette usure s'explique du fait des frottements du nez d'injecteur 82 dans la traversée coulissante 26 et du fait de la faible surface de la zone de liaison 39a. Elle a pour conséquence de provoquer un débit de fuite non contrôlée dans une zone de fuite 39b de l'orifice de logement d'injecteur 39 qui correspondait initialement à la zone de liaison 39a du nez d'injecteur 82. Des systèmes d'injection comprenant des moyens permettant de limiter les conséquences de l'usure d'un injecteur 80 de carburant au niveau du nez d'injecteur 82 sont déjà connus de l'art antérieur. En particulier, il existe des traversées coulissantes 26 comprenant des éléments de centrage du nez d'injecteur 82. Les éléments de centrage font saillie vers l'intérieur de l'orifice de logement d'injecteur 39 et permettent de maintenir le nez d'injecteur 82 tout en autorisant le passage d'un débit d'air de purge entre le nez d'injecteur 82 et la traversée coulissante 26. Dans un tel système d'injection, la circulation du débit d'air de purge s'effectue à l'endroit où se posaient les problèmes d'usure du nez d'injecteur 82. Le débit d'air de purge a alors plutôt tendance à augmenter après la mise en service de la turbomachine 1. Par ailleurs, comme les éléments de centrage ont un faible volume, le débit d'air de purge n'est que peu modifié au fil du temps. Une telle configuration du système d'injection 18 présente l'avantage de limiter 2 0 les conséquences de l'usure du nez d'injecteur 82. Cependant, aucune des configurations de systèmes d'injection de l'art antérieur ne permet à la fois de compenser les défauts d'alignement dus aux tolérances de fabrications des différents éléments du système d'injection et aux déplacements relatifs de ces éléments, et à la fois de supprimer ou du moins limiter l'usure du nez 25 d'injecteur. Tenir compte des défauts d'alignement des éléments constitutifs du système d'injection, qui peuvent se cumuler, est nécessaire sinon ils pourraient engendrer des contraintes sur les éléments mobiles du système d'injection susceptibles de les endommager prématurément. Il existe donc un besoin persistant pour supprimer ou au moins limiter 30 l'usure du nez d'injecteur d'un système d'injection ou de parties du système d'injection, tout en permettant de compenser les défauts d'alignement des différents éléments du système d'injection. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a pour but de permettre d'une part de compenser les défauts d'alignement des éléments d'un système d'injection, dus notamment aux tolérances de fabrications de ces différents éléments et à leurs déplacements relatifs, et d'autre part à réduire ou à supprimer l'usure du nez d'injecteur d'un système d'injection ou de parties du système d'injection. A cet égard, l'invention a pour objet une partie de système d'injection d'un mélange air carburant dans une chambre de combustion d'une turbomachine, comprenant : une traversée coulissante comprenant une semelle de traversée coulissante, la traversée coulissante étant sensiblement de révolution autour d'un axe de traversée coulissante, une partie aval fixe de système d'injection comprenant un bol mélangeur le bol mélangeur étant sensiblement de révolution autour d'un axe de bol mélangeur, la partie aval fixe de système d'injection comprenant un espace de logement de la semelle de traversée coulissante délimité en amont par un rebord de la partie aval fixe de système d'injection et en aval par une paroi de la partie aval fixe de système d'injection, l'espace de logement étant configuré pour permettre une inclinaison de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur selon un angle maximum d'au moins 2,2° entre l'axe de la traversée coulissante et l'axe de bol mélangeur dans au moins un plan défini par l'axe de la traversée coulissante et l'axe de bol mélangeur.

La coopération de l'espace de logement et de la traversée coulissante peut créer une liaison, similaire à une liaison sphérique ou rotule, de la traversée coulissante relativement à la partie aval fixe de système d'injection. Cette liaison peut permettre d'une part de compenser au moins en partie les défauts d'alignement des différents éléments du système d'injection, et d'autre part de limiter les efforts exercés sur le nez d'injecteur et donc l'usure du nez d'injecteur. L'invention peut permettre de compenser les défauts d'alignement qui proviennent notamment des tolérances de fabrication, des tolérances de montage du système d'injection dans la chambre de combustion, des phénomènes vibratoires en fonctionnement et des dilatations différentielles des éléments constitutifs de la chambre de combustion. L'engagement de la semelle de la traversée coulissante dans l'espace de logement permet un débattement angulaire de la traversée coulissante avec une inclinaison variable relativement au bol mélangeur. Autrement dit, l'angle entre l'axe de la traversée coulissante et l'axe de bol mélangeur peut varier entre un angle nul où la traversée coulissante est centrée dans l'espace de logement et l'angle maximum. Le débattement angulaire de la traversée coulissante avec une inclinaison variable a lieu sur une ouverture angulaire, définie par la rotation de l'axe de la traversée coulissante autour de l'axe de bol mélangeur, qui peut être restreinte. Il suffit alors de considérer l'inclinaison de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur dans au moins un plan défini par l'axe de la traversée coulissante et l'axe de bol mélangeur. Une telle situation peut se présenter lorsque le système d'injection selon l'invention comporte des moyens limitant la rotation de la traversée coulissante relativement à la partie aval fixe du système d'injection, par exemple les moyens anti-rotatifs complémentaires représentés à la figure 3 du document EP 1 731 837 A2 qui comprennent une ouverture de la traversée coulissante coopérant avec un ergot. De préférence, une partie de système d'injection restera dépourvue de tels moyens anti-rotatifs. L'espace de logement est alors configuré pour permettre un débattement angulaire de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur à l'intérieur d'un angle solide défini par rotation de l'axe de la traversée coulissante relativement à l'axe de bol mélangeur de manière à ce que l'angle solide maximum soit d'au moins 11n/450 sr. L'invention peut comporter de manière facultative une ou plusieurs des caractéristiques suivantes combinées entre elles ou non : L'angle d'inclinaison maximum de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur est de préférence d'au moins 2,5°, mieux d'au moins 3° ou encore d'au moins 4,5° dans au moins un plan défini par l'axe de la traversée coulissante et l'axe de bol mélangeur. De même, lorsque l'axe de la traversée coulissante peut décrire une rotation complète relativement à l'axe de bol mélangeur, l'angle solide maximum est de préférence d'au moins n/36 sr, mieux d'au moins n/30 sr, ou encore mieux d'au moins n/20 sr. Il est notamment préférable que la partie de système d'injection soit configurée de manière à ce que l'amplitude du débattement angulaire de la traversée coulissante soit supérieure à l'ensemble des déplacements possibles des éléments constitutifs de la chambre de combustion, au moins du système d'injection, afin de limiter les contraintes mécaniques exercées sur le nez d'injecteur.

Dimensionner l'espace de logement de la semelle de traversée coulissante d'une configuration de système d'injection, en fonction de l'inclinaison maximale recherchée de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur selon l'invention, peut être réalisé par l'homme du métier à partir de ses connaissances générales. La semelle de traversée coulissante peut être montée, par exemple, dans l'espace de logement avec un jeu axial dans la direction de l'axe de bol mélangeur qui peut être 3 à 10 fois plus important, notamment de l'ordre de 4 à 5 fois plus important, que dans les configurations de l'art antérieur, par exemple celle du document EP 1 731 837 A2. L'espace de logement peut être configuré pour permettre également au moins un déplacement radial de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur. La possibilité de déplacement radial de la traversée coulissante dans l'espace de logement de la semelle de traversée coulissante, en plus de la possibilité d'inclinaison de l'axe de la traversée coulissante relativement à l'axe de bol mélangeur, contribue également à compenser les défauts d'alignement des éléments d'un système d'injection. Dans ce cas, la semelle de traversée coulissante peut être montée dans l'espace de logement de la semelle de traversée coulissante pour présenter par exemple un jeu radial autorisant le déplacement radial de la traversée coulissante, qui est de l'ordre de 1,5 à 5 fois plus important que le jeu axial, notamment 2,5 fois plus important.

La partie de système d'injection et le système d'injection correspondant peuvent comprendre une bague de fermeture étanche à l'air située dans l'espace de logement autour de la traversée coulissante. La bague de fermeture étanche à l'air permet de limiter les fuites parasites d'air et éventuellement de carburant au niveau de l'espace de logement de semelle de traversée coulissante et de la traversée coulissante. De plus, en l'absence de bague de fermeture, le débit parasite d'air, éventuellement mélangé de carburant, est susceptible de varier en fonction de la position de la traversée coulissante. La bague de fermeture peut permettre ainsi de mieux contrôler les fuites, en les maintenant à un niveau sensiblement constant quelle que soit la position de la traversée coulissante relativement à la partie aval fixe. En présence de moyens permettant de limiter les fuites parasites, en particulier la bague de fermeture, il est possible d'augmenter le volume de l'espace de logement de la semelle de traversée coulissante. Il en découle une possibilité de débattement de plus grande amplitude de la traversée coulissante et ainsi une meilleure compensation des défauts d'alignements des éléments constitutifs du système d'injection, tout en limitant l'usure du nez d'injecteur. Le système d'injection comprenant la bague de fermeture et plus spécifiquement la bague de fermeture peuvent être configurés pour ne pas perturber significativement non seulement l'inclinaison de la traversée coulissante relativement à la partie aval fixe mais aussi, éventuellement dans une moindre mesure, le déplacement radial de la traversée coulissante relativement à la partie aval fixe du système d'injection. De préférence, la bague de fermeture est sensiblement de forme cylindrique de section circulaire.

Une bague de fermeture de forme cylindrique de section circulaire présente l'avantage d'être facile à fabriquer et à monter dans le système d'injection. Certaines dimensions de la partie de système d'injection, en particulier celles de l'espace de logement, peuvent être modifiées de manière à permettre une même amplitude de déplacement radial de la semelle de traversée coulissante dans l'espace de logement que l'amplitude de déplacement radial de la semelle dans une partie de système d'injection selon l'invention qui ne comporterait pas de bague de fermeture. De manière alternative, la bague de fermeture peut comprendre une surface intérieure configurée pour guider en déplacement la semelle de traversée coulissante dans l'espace de logement, la surface intérieure ayant sensiblement la forme d'un segment de sphère. La forme sphérique de la surface intérieure favorise une liaison sphérique de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur. Il peut en découler une diminution accrue de l'usure au niveau du nez d'injecteur.

Dans ce cas, l'intégralité de la surface intérieure est généralement sphérique, aux tolérances de fabrication près. Eventuellement, en alternative, la surface intérieure pourrait n'être sphérique qu'en partie. La partie sphérique de la surface intérieure reste alors tout de même conséquente, c'est-à-dire que la surface intérieure n'est pas sphérique sur une surface infinitésimale.

L'invention porte également sur un système d'injection d'un mélange air carburant dans une chambre de combustion d'une turbomachine comprenant une partie de système d'injection telle que décrite précédemment et un injecteur de carburant, la traversée coulissante comprenant un orifice de logement d'injecteur, l'injecteur comprenant un nez d'injecteur configuré pour être placé dans l'orifice de logement d'injecteur. De préférence, le nez d'injecteur et l'orifice de logement d'injecteur sont de forme cylindrique, le nez d'injecteur formant une liaison cylindre-cylindre avec l'orifice de logement d'injecteur. L'usure du nez d'injecteur est ainsi davantage limitée puisqu'il n'est plus mobile selon une liaison sphérique ou rotule comme c'était le cas dans les solutions de l'art antérieur. En particulier, la liaison entre la traversée coulissante et la partie aval fixe, similaire à une liaison sphérique ou rotule, compense les défauts d'alignement des éléments constitutifs du système d'injection, à la place d'une liaison rotule injecteur-traversée coulissante.

Un nez d'injecteur cylindrique nécessite un usinage moins précis qu'un nez d'injecteur de forme sphérique pour qu'ils soient chacun apte à coopérer avec l'orifice de logement cylindrique du nez d'injecteur. Par ailleurs, un nez d'injecteur cylindrique présente alors une plus grande surface de contact avec l'orifice de logement d'injecteur cylindrique. Il en résulte une répartition de l'usure du nez d'injecteur sur une surface plus importante. L'usure du nez d'injecteur devient donc moins marquée. L'invention porte aussi sur une chambre de combustion de turbomachine comprenant un système d'injection tel que défini ci-dessus. Enfin l'invention se rapporte à une turbomachine comprenant la chambre de combustion munie du système d'injection tel que défini ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation, donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente une vue schématique en coupe longitudinale d'une chambre de combustion d'une turbomachine d'aéronef, selon une conception de l'art antérieur ; - la figure 2a est une vue en perspective d'un système d'injection de la chambre de combustion de la figure 1; 2 0 - les figure 2b, 2c sont des vues schématiques en coupe selon un plan médian longitudinal au niveau de l'orifice de logement d'injecteur du système d'injection de la figure 2a, peu après le montage du système d'injection sur la turbomachine à la figure 2b et après une durée conséquente de mise en service de la turbomachine à la figure 2c ; 25 les figure 3a, 3b sont des vues en coupe d'un système d'injection selon un premier mode de réalisation de l'invention avec différentes inclinaisons de la traversée coulissante relativement à la partie aval fixe de système d'injection ; la figure 4a est une vue partielle éclatée d'un système d'injection selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 4b est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation de la figure 4a ; la figure 5 est une vue en demi-coupe longitudinale d'un troisième mode de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Des parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références numériques de façon à faciliter le passage d'une figure à l'autre. Les différente variantes doivent être comprises comme n'étant pas exclusives les unes des autres et peuvent se combiner entre elles. La partie de système d'injection 21 et le système d'injection 18 d'un mélange air carburant représentés sur les figures 3a, 3b, 4a, 4b et 5 sont, en particulier, destinés à être montés dans une chambre de combustion 2 annulaire de turbomachine 1 telle que celle précédemment décrite et représentée à la figure 1. En référence aux figures 3a et 3b, 4a, 4b et 5, il est représenté une partie 21 de système d'injection d'un système d'injection 18 comprenant une traversée coulissante 26 mobile relativement à une partie aval 25 fixe de système d'injection 18. La traversée coulissante 26 est symétrique de révolution autour d'un axe 23 de traversée coulissante 26. Elle comporte une semelle 36 de traversée coulissante 26 configurée pour venir en appui de la partie aval fixe 25 ainsi qu'une portion de centrage, par exemple un cône de centrage 38, destinée à centrer un injecteur de carburant 80 dans l'orifice de logement d'injecteur 39 de la traversée coulissante 26. La partie aval fixe 25 comporte une bague de logement de la traversée coulissante 35, une vrille 24, un venturi 27 et un bol mélangeur 28. La partie aval fixe 25 est généralement symétrique de révolution autour d'un axe 3 de bol mélangeur 28. La bague de logement de la traversée coulissante 35 comprend une paroi 34 contre laquelle la traversée coulissante 26 peut glisser. La paroi 34 définit un espace de logement 29 de la semelle de traversée coulissante 36 avec un rebord 44 de la partie aval 25 fixe de système d'injection 18. La paroi 34 et le rebord 44 sont reliés par une paroi axiale 42 de la bague de logement de la traversée coulissante 35. L'espace de logement 29 est configuré pour permettre une inclinaison de la traversée coulissante 26 relativement au bol mélangeur 28 selon un angle amax maximum d'au moins 2,2°, de préférence d'au moins 2,5°, mieux d'au moins 3° ou encore d'au moins 4,5° entre l'axe 23 de la traversée coulissante 26 et l'axe 3 de bol mélangeur 28 dans au moins un plan défini par l'axe 23 de la traversée coulissante 26 et l'axe 3 de bol mélangeur 28. L'angle a entre l'axe 23 de la traversée coulissante 26 et l'axe 3 de bol mélangeur 28 peut varier entre un angle nul où la traversée coulissante 26 est centrée dans l'espace de logement 29 et l'angle maximum samax. Généralement, il n'est prévu aucun moyen anti-rotatif limitant la rotation de la traversée coulissante 26 autour de l'axe 3 de bol mélangeur 28. L'espace de logement 29 alors est configuré pour permettre un débattement angulaire de la traversée coulissante 26 relativement au bol mélangeur 28 à l'intérieur d'un angle solide S2 défini par rotation de l'axe 23 de la traversée coulissante 26 relativement à l'axe 3 de bol mélangeur 28 de manière à ce que l'angle solide maximum S2max soit d'au moins 11n/450 sr, de préférence d'au moins n/36 sr, mieux d'au moins n/30 sr, ou encore mieux d'au moins n/20 sr. L'espace de logement 29 est également configuré pour permettre au moins un déplacement radial jr de la traversée coulissante 26 relativement au bol mélangeur 28, qui est notamment visible sur la figure 4b. Le possible déplacement radial jr de la traversée coulissante 26 vient s'ajouter à la possibilité de déplacement axial ja de la semelle 36 de la traversée coulissante 26 relativement à l'axe 3 du bol mélangeur 28 dans l'espace de logement 29. La possibilité de déplacement axial ja traduit le débattement angulaire a, S2 de la traversée coulissante 26 relativement au bol mélangeur 28. Le déplacement axial ja et le déplacement radial jr traduisent respectivement le jeu radial et le jeu axial de la semelle 36 de traversée coulissante 26 dans l'espace de logement 29. Les débattements angulaire a, S2 et le déplacement radial jr de la traversée coulissante 26 relativement à la partie aval fixe 25 permettent de compenser les défauts d'alignements des éléments constitutifs du système d'injection 18, tout en limitant l'usure du nez d'injecteur 82. Le nez d'injecteur 82 et l'injecteur 80 seront décrits plus en détails en référence aux figures 4a, 4b. La vrille 24 est montée solidaire du bol mélangeur 28. Elle comporte un premier étage d'aubes 30 et un deuxième étage d'aubes 32 qui ont pour fonction d'entraîner l'air en rotation autour de l'axe 3 de bol mélangeur 28. Les aubes du premier étage d'aubes 30 peuvent tourner dans le même sens ou en sens contraire de celles du deuxième étage d'aubes 32. Le bol mélangeur 28 présente une forme évasée sensiblement de révolution autour de l'axe 3 de bol mélangeur 28. Il est raccordé au fond de chambre 16 par l'intermédiaire d'un déflecteur 20 et d'une bague fendue 22. A la figure 3a, la partie 21 de système d'injection 18 est représentée dans une situation où les angles a, S2 sont tous les deux nuls. Dans cette configuration, l'axe 23 de la traversée coulissante 26 est confondu avec l'axe 3 du bol mélangeur 28. La traversée coulissante 26 est centrée dans l'espace de logement 29 par rapport à la partie aval fixe 25 du système d'injection 18. A la figure 3b, la partie 21 de système d'injection 18 est représentée dans une situation où les angles a, S2 sont tous les deux non nuls. Dans cette configuration, la traversée coulissante 26 est inclinée relativement au bol mélangeur 28, c'est-à-dire relativement à la partie avale fixe 25. La traversée coulissante 26 n'est plus centrée dans l'espace de logement 29. Dans ce cas, le débattement angulaire de la traversée coulissante 26 relativement au bol mélangeur 28 permet de compenser les défauts d'alignement des éléments constitutifs du système d'injection 18. En référence plus spécifiquement aux figure 3a et 3b, des fuites radiales peuvent avoir lieu sur la distance fr correspondant sensiblement au déplacement radial jr et des fuites axiales peuvent avoir lieu sur la distance fa sensiblement au déplacement axial ja. La partie 21 de système d'injection 18 selon l'invention et le système d'injection 18 correspondant seront décrits en fonctionnement en référence aux figures 4a et 4b.

En référence plus spécifiquement à ces deux figures, il est représenté un deuxième mode de réalisation d'une partie 21 de système d'injection 18 selon l'invention. Cette partie 21 de système d'injection 18 se distingue de celle du premier mode de réalisation en ce qu'elle comprend en plus une bague de fermeture 45 étanche à l'air située dans l'espace de logement 29 autour de la traversée coulissante 26. La bague de fermeture 45 est enserrée autour de la paroi cylindrique de la traversée coulissante 26 entre la paroi 34 et le rebord 44, de manière à limiter les fuites parasites d'air éventuellement mélangé de carburant au niveau de l'espace de logement 29. Elle peut être par exemple réalisée en matière métallique ou, au moins en partie, dans un matériau souple, notamment en matière synthétique. La bague de fermeture 45 du deuxième mode de réalisation est sensiblement de forme cylindrique de section circulaire. Elle est de préférence annulaire autour de l'axe de bol mélangeur. Du fait de sa forme, la bague de fermeture du deuxième mode de réalisation présente l'avantage d'être relativement facile à usiner, tout en permettant le débattement angulaire et le déplacement axial de la traversée coulissante. Du fait de la présence de la bague de fermeture 45, la distance fr sur laquelle se produisent des fuites radiales correspond à la distance entre l'extrémité extérieure de la semelle 36 de traversée coulissante 26 et la surface intérieure 45a de la bague de fermeture 45. Le déplacement radial jr reste de préférence identique à celui de la figure 3a. Lors du fonctionnement de la turbomachine 1 comprenant une chambre de combustion 2 munie d'un dispositif d'injection 18 selon l'invention, le carburant est injecté successivement depuis l'injecteur 80 au travers du nez d'injecteur 82 vers la vrille 24, le venturi 27 et le bol mélangeur 28. L'écoulement d'air nécessaire à la combustion et au refroidissement de la chambre de combustion 2 se fait de manière classique, comme décrit en référence à la figure 1. Dans tout l'exposé, les termes amont et aval sont représentatifs de l'écoulement d'un flux d'air ou de carburant dans la chambre de combustion 2. La partie aval 25 fixe du système d'injection 18 se trouve en aval de la traversée coulissante 26 dans laquelle est logé l'injecteur 80. L'espace de logement 29 de la semelle 36 de traversée coulissante 26 est en particulier délimité en amont par le rebord 44 et en aval par la paroi 34. L'injecteur 80 situé en amont de la traversée coulissante est logé dans un orifice de logement d'injecteur 39 au niveau du nez d'injecteur 82 de l'injecteur 80. Dans les modes de réalisation des figures 3a, 3b, 4a, 4b et 5, le nez d'injecteur 82 et l'orifice de logement d'injecteur 39 sont généralement de forme cylindrique. Le nez d'injecteur 82 forme alors une liaison cylindre-cylindre avec l'orifice de logement d'injecteur 39 au lieu d'une liaison sphère-cylindre classique. Cependant, il est également envisageable que le nez d'injecteur 82 ait une forme sphérique coopérant avec l'orifice de logement d'injecteur 39 cylindrique.

En référence plus spécifiquement à la figure 5, la partie 21 de système d'injection 18 selon un troisième mode de réalisation de l'invention se distingue de celle du deuxième mode de réalisation par la forme de la bague de fermeture 45. La bague de fermeture 45 du troisième mode de réalisation comprend une surface intérieure 45a configurée pour guider en déplacement la semelle 36 de traversée coulissante 26 dans l'espace de logement, la surface intérieure ayant sensiblement la forme d'un segment de sphère. En particulier, l'intégralité de la surface intérieure est sphérique, aux tolérances de fabrication près. La forme sphérique de la surface intérieure favorise une liaison sphérique de la traversée coulissante relativement au bol mélangeur. Le centre de la sphère formé par la surface intérieure 45a est de préférence sur l'axe de bol mélangeur.

La bague de fermeture 45 reste également de préférence annulaire autour de l'axe 3 de bol mélangeur 28. En référence à la figure 4b et à la figure 5, la présence de la bague de fermeture 45 limite avec un ordre de grandeur sensiblement de 1 à 10, la distance fa sur laquelle peuvent se produire des fuites le long de l'axe 3 du bol mélangeur 28. Les fuites parasites qui sont le principal inconvénient limitant l'augmentation du volume de l'espace de logement 29, sont atténuées. L'amplitude du débattement de la traversée coulissante 26 relativement à la partie aval 25 fixe peut donc être accentuée. Il en résulte une meilleure reprise des défauts d'alignement des éléments constitutifs du système d'injection 18 ainsi qu'un abaissement significatif de l'usure au niveau du nez d'injecteur 82 après une durée conséquente de mise en service de la turbomachine 1.

Dans le deuxième et le troisième mode de réalisation comprenant une bague de fermeture 45, le déplacement radial j' ou jeu radial, est par exemple identique à celui présent dans le système d'injection 18 du document EP 1 731 837 A2. De plus, dans cette configuration, le déplacement axial ja est par exemple 4,5 fois plus important que celui présent dans le système d'injection du document EP 1 731 837 A2.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Partie (21) de système d'injection (18) d'un mélange air carburant dans une chambre de combustion (2) d'une turbomachine (1), comprenant : une traversée coulissante (26) comprenant une semelle (36) de traversée coulissante (26), la traversée coulissante (26) étant sensiblement de révolution autour d'un axe (23) de traversée coulissante (26), une partie aval (25) fixe de système d'injection (18) comprenant un bol mélangeur (28), le bol mélangeur (28) étant sensiblement de révolution autour d'un axe (3) de bol mélangeur (28), la partie aval (25) fixe de système d'injection (18) comprenant un espace de logement (29) de la semelle de traversée coulissante (26) délimité en amont par un rebord (44) de la partie aval (25) fixe de système d'injection (18) et en aval par une paroi (34) de la partie aval (25) fixe de système d'injection (18), l'espace de logement (29) étant configuré pour permettre une inclinaison de la traversée coulissante (26) relativement au bol mélangeur (28) selon un angle (Ctmax) maximum d'au moins 2,2° entre l'axe (23) de la traversée coulissante (26) et l'axe (3) de bol mélangeur (28) dans au moins un plan défini par l'axe (23) de la traversée coulissante (26) et l'axe (3) de bol mélangeur (28).
2. 2. Partie (21) de système d'injection (18) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que l'espace de logement (29) est configuré pour permettre un débattement angulaire de la traversée coulissante (26) relativement au bol mélangeur (28) à l'intérieur d'un angle solide (S2) défini par rotation de l'axe (23) de la traversée coulissante (26) relativement à l'axe (3) de bol mélangeur (28) de manière à ce que l'angle solide maximum (S2max) soit d'au moins 11n/450 sr.
3. 3. Partie (21) de système d'injection (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'espace de logement (29) est configuré pour permettre au moins un déplacement radial (j-) de la traversée coulissante (26) relativement au bol mélangeur (28).
4. 4. Partie (21) de système d'injection (18) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend une bague de fermeture (45) étanche à l'air située dans l'espace de logement (29) autour de la traversée coulissante (26).
5. 5. Partie (21) de système d'injection (18) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la bague de fermeture (45) est sensiblement de forme cylindrique de section circulaire.
6. 6. Partie (21) de système d'injection (18) selon la revendication 4, caractérisée en ce que la bague de fermeture (45) comprend une surface intérieure (45a) configurée pour guider en déplacement la semelle (36) de traversée coulissante (26) dans l'espace de logement (29), la surface intérieure (45a) ayant sensiblement la forme d'un segment de sphère.
7. 7. Système d'injection (18) d'un mélange air carburant dans une chambre de combustion (2) d'une turbomachine (1), comprenant une partie de système d'injection (21) selon l'une quelconque des revendications précédentes et un injecteur de carburant (80), la traversée coulissante (26) comprenant un orifice de logement d'injecteur (39), l'injecteur (80) comprenant un nez d'injecteur (82) configuré pour être placé dans l'orifice de logement d'injecteur (39).
8. 8. Système d'injection (18) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le nez d'injecteur (82) et l'orifice de logement d'injecteur (39) sont de forme cylindrique, le nez d'injecteur (82) formant une liaison cylindre-cylindre avec l'orifice de logement d'injecteur (39).
9. 9. Chambre de combustion (2) de turbomachine (1) comprenant un système d'injection (18) selon l'une quelconque des revendications 7 à 8.
10. 10. Turbomachine (1) comprenant une chambre de combustion (2) selon la revendication précédente.