FR3071553A1

FR3071553A1 - Plaque d'injection pour une chambre de combustion

Info

Publication number: FR3071553A1
Application number: FR1758942A
Authority: FR
Inventors: Raphael Salapete; Philippe Jover; Carlos Cruz
Original assignee: ArianeGroup SAS
Current assignee: ArianeGroup SAS
Priority date: 2017-09-27
Filing date: 2017-09-27
Publication date: 2019-03-29
Anticipated expiration: 2037-09-27
Also published as: FR3071553B1

Abstract

Plaque d'injection (10) pour une chambre de combustion, la plaque d'injection (10) étant sensiblement plane et comportant une pluralité d'orifices d'injection (21, 22, 23) ayant chacun un axe (A1, A2, A3) définissant une direction d'injection, les directions d'injections respectives d'au moins une majorité desdits orifices d'injection (21, 22, 23) formant chacune un premier angle (a) non nul avec une normale (Z) à la plaque d'injection (10), au moins deux desdites directions d'injection (A1, A2) étant non parallèles entre elles.

Description

DOMAINE DE L'INVENTION [0001] Le présent exposé concerne une plaque d'injection, particulièrement pour une chambre de combustion. Une telle plaque d'injection peut trouver son application dans le domaine des chambres de 5 combustion pour moteurs aérospatiaux.

ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE [0002] On connaît, dans l'état de la technique, une plaque d'injection plane comprenant une pluralité d'orifices d'injection. Une telle plaque est généralement disposée en fond de chambre de combustion. 10 Chacun de ses orifices d'injection reçoit un injecteur s'étendant perpendiculairement à la plaque d'injection et injectant un fluide, par exemple un combustible, ou un mélange de fluides, par exemple un combustible et un comburant, selon une direction d'injection perpendiculaire à la plaque d'injection.

[0003] Bien qu'une telle plaque d'injection apporte généralement satisfaction, il existe un besoin constant d'accroissement des performances, notamment dans le domaine des moteurs spatiaux.

PRÉSENTATION DE L'INVENTION [0004] En particulier, les inventeurs ont constaté qu'une partie de la 20 perte de performance des chambres de combustion actuelles était due à l'hétérogénéité de la combustion, qui entraîne une stratification thermique de la combustion. Le but de la présente invention est de remédier au moins substantiellement à cet inconvénient.

[0005] A cet effet, le présent exposé concerne une plaque 25 d'injection pour une chambre de combustion, la plaque d'injection étant sensiblement plane et comportant une pluralité d'orifices d'injection ayant chacun un axe définissant une direction d'injection, les directions d'injections respectives d'au moins une majorité desdits orifices d'injection formant chacune un premier angle non nul avec une normale à la plaque d'injection, au moins deux desdites directions d'injection étant non parallèles entre elles.

[0006] Au sens du présent exposé, une plaque est une pièce plane ou sensiblement plane s'étendant principalement selon un plan. L'épaisseur de la plaque, en général perpendiculairement à ce plan, est très petite par rapport aux dimensions de la plaque dans ledit plan. Par sensiblement plane, on entend que la plaque peut être placée entre deux plans, dits « plans enveloppes », parallèles entre eux et séparés par une distance minimale, ladite distance minimale étant égale au plus à cinq fois, de préférence au plus à deux fois l'épaisseur de la plaque.

[0007] La plaque d'injection possède les caractéristiques techniques qui la rendent adaptée à l'injection pour une chambre de combustion, compte tenu notamment des températures et des pressions qui y siègent. La chambre de combustion peut être, par exemple, la chambre de combustion principale d'un moteur-fusée ou la chambre de combustion d'un générateur à gaz, dans lesquelles les températures sont de l'ordre de respectivement 3600 Kelvin et 900 Kelvin.

[0008] Les orifices d'injection, plus simplement appelés orifices, sont configurés pour l'injection de fluide(s) dans la chambre de combustion. Ces orifices peuvent être configurés pour être positionnés en correspondance avec des injecteurs. En utilisation, de chaque orifice d'injection sort un jet d'injection, ou plus simplement jet, composé d'un ou plusieurs fluides. Un jet d'injection peut avoir une forme quelconque, par exemple cylindrique ou conique. En général, un jet d'injection peut avoir une forme à symétrie de révolution autour de la direction d'injection.

[0009] L'axe d'un orifice peut être un axe tangent à la courbe formée par les centres des sections successives de l'orifice perpendiculairement à l'épaisseur de la plaque, au point aval de la courbe. Dans le présent exposé, l'amont et l'aval sont définis par rapport au sens normal de l'écoulement d'injection. Ladite courbe correspond généralement à la ligne médiane de l'écoulement à travers l'orifice. Ainsi, la tangente à ladite courbe au point aval de la courbe est la prolongation de cette ligne médiane et détermine la direction d'injection de l'orifice. Lorsque les parois de l'orifice sont à symétrie de révolution autour d'un 5 axe de symétrie, l'axe de l'orifice est ledit axe de symétrie.

[0010] On comprend que la direction d'injection d'un orifice d'injection peut être une demi-droite prenant son origine dans la section aval de l'orifice et s'étendant vers l'aval de la plaque d'injection, c'est-àdire, lorsque la plaque d'injection est agencée dans une chambre de 10 combustion ou dans un système d'injection, à l'opposé des injecteurs et vers la partie de la chambre de combustion dans laquelle a lieu la combustion. Alternativement, selon le contexte, la direction d'injection ou axe de l'orifice peut désigner la droite obtenue par prolongement de ladite demi-droite. Dans le présent exposé, les substantifs droite et demi-droite 15 désignent des courbes rectilignes.

[0011] La majorité des orifices d'injections désigne au moins la moitié des orifices d'injection. De préférence, tous les orifices d'injections ont un axe formant un premier angle non nul avec une normale à la plaque d'injection.

[0012] Si la plaque d'injection n'est pas parfaitement plane, la normale à la plaque d'injection peut être choisie comme la normale aux plans enveloppes ou la normale locale à la plaque au voisinage de l'orifice considéré.

[0013] Au sens du présent exposé, la mention d'un premier angle 25 n'implique pas nécessairement l'existence d'un deuxième angle ni, le cas échéant, de relation d'ordre entre le premier et le deuxième angle. Les qualificatifs ordinaux sont, dans ce contexte, employés à des seules fins de clarté et d'identification, sans préjuger de caractéristiques particulières.

[0014] Grâce au fait que les directions d'injections respectives d'au 30 moins une majorité desdits orifices d'injection forment chacune un premier angle non nul avec une normale à la plaque d'injection, et qu'au moins deux desdites directions d'injection sont non parallèles entre elles, les orifices d'injections sont configurés de façon à créer un mouvement d'ensemble du fluide injecté et/ou une intersection des jets sortant des orifices d'injection. Il s'ensuit un accroissement du mélange des fluides dans la chambre de combustion, une homogénéisation des débits, donc une meilleure combustion. De plus, ces caractéristiques permettent de briser les symétries de combustion, ce par quoi les phénomènes de combustion à haute fréquence sont évités. Cela améliore de surcroît l'homogénéité de la combustion.

[0015] Dans certains modes de réalisation, chacune des directions d'injection formant un premier angle non-nul avec une normale à la plaque d'injection peut être non parallèle avec au moins une autre desdites directions d'injection. Ainsi, les orifices d'injection de ladite majorité, voire tous les orifices d'injection, sont désaxés les uns par rapport aux autres de manière à générer le croisement des jets d'injection correspondants. Cela augmente encore l'effet de mélange obtenu.

[0016] Dans certains modes de réalisation, certains orifices d'injection de ladite majorité sont disposés selon une courbe et les directions d'injection respectives de ces orifices d'injection sont respectivement orientées, en projection sur la courbe, selon des tangentes à ladite courbe.

[0017] La courbe peut être une courbe ouverte ayant des extrémités distinctes, telle qu'un arc, ou une courbe fermée dont les extrémités se rejoignent, telle qu'un cercle, une ellipse, un polygone, etc. La courbe est de préférence non rectiligne, par exemple arrondie et/ou comportant des angles. Grâce à ces dispositions, l'injection par les orifices disposés sur ladite courbe se fait de manière tangentielle à la courbe, ce qui provoque un mouvement rotatif des fluides. Ce mouvement rotatif assure un meilleur mélange et, par suite, une meilleure combustion.

[0018] Dans certains modes de réalisation, ladite courbe forme une première couronne et d'autres orifices d'injection de ladite majorité sont disposés selon une deuxième couronne, concentrique et adjacente à la première couronne, les directions d'injection respectives des orifices d'injection disposés selon la deuxième couronne étant respectivement orientées, en projection sur la deuxième couronne, selon des tangentes à ladite deuxième couronne, dans un sens inverse des directions d'injection des orifices d'injection de la première couronne.

[0019] Une couronne est une courbe fermée, que sa forme soit arrondie, polygonale ou mixte. Le fait que la première couronne et la deuxième couronne soient concentriques signifie qu'elles ont le même centre ; la première couronne et la deuxième couronne peuvent être homothétique ou non l'une de l'autre.

[0020] L'orientation des tangentes en sens inverse en projection sur la deuxième couronne par rapport à la première couronne signifie que les demi-droites formant les directions d'injection sont dirigées dans un sens horaire pour la première couronne et dans un sens antihoraire pour la deuxième couronne, ou inversement.

[0021] Grâce à ces dispositions, les jets des orifices disposés respectivement sur les première et deuxième couronnes créent un cisaillement entre un écoulement horaire et un écoulement antihoraire, au sein de la chambre de combustion, ce qui augmente encore le mélange et par suite la combustion.

[0022] Dans certains modes de réalisation, la direction d'injection des orifices d'injections de ladite majorité situés les plus proches d'une périphérie de la plaque d'injection est dirigée vers l'intérieur de la plaque d'injection. Une direction dirigée vers l'intérieur de la plaque d'injection ne désigne pas uniquement une direction dirigée vers le centre de ladite plaque, mais plus généralement toute direction telle qu'en projection sur la plaque, la longueur entre l'orifice d'injection et le bord de la plaque le plus proche selon ladite direction est supérieure ou égale à la longueur entre l'orifice d'injection et le bord de la plaque le plus proche selon une direction opposée à ladite direction d'injection. Ces modes de réalisation permettent particulièrement d'éviter la création de points chauds en périphérie de la chambre de combustion, voire sur la paroi de la chambre de combustion.

[0023] Dans certains modes de réalisation, le premier angle est compris entre 0,5° (degrés) et 10°, de préférence entre 1° et 7°. De telles valeurs sont suffisantes pour provoquer les mélanges et permettent de limiter l'inclinaison éventuelle des injecteurs, ce qui limite l'encombrement en amont de la plaque d'injection. En outre, avec de telles valeurs, il est possible d'utiliser des injecteurs existants. En effet, dans certains modes de réalisation, les injecteurs s'étendent de manière sensiblement rectiligne, selon l'axe de l'orifice d'injection ; limiter leur inclinaison permet d'éviter le contact avec des injecteurs voisins.

[0024] De manière plus générale, le choix du premier angle permet de déterminer l'emplacement du croisement des différents jets d'injections, donc de définir les limites de la zone de combustion au sein de la chambre, notamment son étendue axiale, parfois appelée hauteur de combustion.

[0025] Dans certains modes de réalisation, le premier angle est identique pour tous les orifices d'injection de ladite majorité. La fabrication de la plaque d'injection et le calcul des performances de la plaque est facilité.

[0026] Dans certains modes de réalisation, pour chaque orifice d'injection de ladite majorité, la direction d'injection forme, en projection sur la plaque d'injection, un deuxième angle avec un segment de droite reliant ledit orifice à un centre de la plaque d'injection, le deuxième angle étant choisi parmi des valeurs prédéterminées.

[0027] Par analogie avec un cercle, quelle que soit la forme de la plaque et bien que la disposition des orifices ne soit pas nécessairement circulaire, on appelle rayon le segment de droite reliant un orifice au centre de la plaque d'injection. Ainsi, en projection sur la plaque, la direction d'injection d'un orifice forme avec le rayon correspondant un deuxième angle choisi parmi des valeurs prédéterminées. Par exemple, une injection tangentielle correspond à un deuxième angle de 90° ou 270°. Une injection radiale, selon le rayon, correspond à un deuxième angle de 0° ou 180°. Choisir le deuxième angle parmi des valeurs prédéterminées facilite la construction de la plaque. Dans certains modes de réalisation, le nombre de valeurs prédéterminées est inférieur au nombre d'orifices d'injection de ladite majorité. De préférence, le nombre de valeurs prédéterminées peut être compris entre 3 et 12, de préférence encore entre 5 et 10. Cela limite les possibilités de construction, donc facilite la production, tout en permettant de conserver un bon mélange des jets d'injection.

[0028] Le présent exposé concerne également un système d'injection comprenant une plaque d'injection telle que précédemment décrite et une pluralité d'injecteurs respectivement montés en correspondance avec les orifices d'injection de ladite majorité.

[0029] Les injecteurs peuvent être distincts de la plaque d'injection ou former une seule pièce avec la plaque d'injection.

[0030] Un injecteur est dit monté en correspondance avec un orifice d'injection si l'injecteur est monté par rapport à l'orifice d'injection de sorte que l'injecteur injecte le ou les fluides à travers l'orifice d'injection. L'injecteur peut être inséré dans l'orifice d'injection ou placé en vis-à-vis de l'orifice d'injection, ou encore la sortie de l'injecteur peut être reliée à l'orifice d'injection au moyen d'une pièce intermédiaire.

[0031] Le présent exposé concerne également une chambre de combustion, notamment de moteur-fusée, comprenant une plaque d'injection telle que précédemment décrite.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0032] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels :

- la figure 1 représente une chambre de combustion comprenant une plaque d'injection ;

- la figure 2 est une vue en perspective d'une plaque d'injection selon un premier mode de réalisation ;

- la figure 3 est une vue en coupe de la plaque d'injection de la figure 2 ;

- la figure 4 est un schéma explicatif des orientations possibles des axes des orifices d'injection de la plaque d'injection ;

- la figure 5 est une vue de dessus d'une plaque d'injection selon un deuxième mode de réalisation ;

- la figure 6 est un schéma explicatif de la notion d'intérieur de la plaque d'injection ;

- la figure 7 est une vue de dessus d'une plaque d'injection selon un troisième mode de réalisation.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L’INVENTION [0033] La figure 1 illustre schématiquement une plaque d'injection selon un mode de réalisation, installée dans une chambre de combustion 12 partiellement représentée, par exemple une chambre de combustion principale de moteur-fusée. La plaque d'injection 10 forme, avec une pluralité d'injecteurs 14, un système d'injection pour l'injection de fluides, en l'occurrence du carburant et du comburant, dans la chambre de combustion 12. Comme indiqué précédemment, les injecteurs 14 sont montés en correspondance avec des orifices 20 de la plaque d'injection 10, de façon à permettre la circulation et l'injection de fluide par les injecteurs 14 et à travers les orifices d'injections correspondants 20.

[0034] Les caractéristiques de la plaque d'injection sont détaillées sur la figure 2, qui représente la plaque d'injection 10 en perspective, selon un mode de réalisation. La plaque d'injection 10 est sensiblement plane et s'étend principalement dans un plan XY, perpendiculairement à un axe Z. La plus petite dimension de la plaque d'injection 10, à savoir son épaisseur E, doit être en cohérence avec les contraintes mécaniques afin d'éviter des déformations structurelles, tout en assurant la limitation des contraintes thermiques. Notamment, l'épaisseur E est très inférieure (au moins dix fois inférieure, de préférence au moins vingt fois inférieure) aux dimensions de la plaque d'injection 10 perpendiculairement à cette épaisseur, en l'occurrence aux dimensions de la plaque d'injection 10 dans le plan XY.

[0035] Dans ce mode de réalisation, la plaque d'injection 10 est une plaque de forme circulaire, ici dans le plan XY, mais d'autres formes seraient envisageables en fonction des contraintes d'assemblage avec les injecteurs 14 et/ou la chambre de combustion 12. Dans cet exemple, le diamètre de la plaque d'injection dans le plan XY peut être compris entre 5 cm et 80 cm. Par ailleurs, l'épaisseur E de la plaque d'injection 10 peut être comprise entre 1 mm (millimètre) et 10 mm.

[0036] La plaque d'injection 10 peut comporter un trou 16, ici central, servant à intégrer un système d'allumage.

[0037] Comme indiqué précédemment, la plaque d'injection 10 comporte une pluralité d'orifices d'injection qui seront notés, de manière générale, avec la référence 20. Chaque orifice d'injection 20 a un axe définissant une direction d'injection, généralement notée A. On s'intéresse par la suite à une majorité d'orifices d'injection, de préférence tous les orifices d'injection, possédant certaines caractéristiques. De manière sous entendue, un orifice d'injection désigne, par la suite, un orifice d'injection de ladite majorité.

[0038] Dans ce mode de réalisation, les directions d'injections respectives Al, A2, A3 des orifices d'injection 21, 22, 23 forment chacune un premier angle a non nul avec une normale Z à la plaque d'injection 10. En l'espèce, comme la plaque d'injection 10 est plane, la normale globale Z à la plaque d'injection 10, ou axe de la plaque d'injection 10, est parallèle aux normales locales à la plaque d'injection 10 en chacun des orifices 20.

[0039] Bien que l'on ait représenté ici un nombre restreint d'orifices 21, 22, 23, les caractéristiques qui sont détaillées à leur sujet s'appliquent à une majorité des orifices d'injection 20, de préférence à tous les orifices d'injection 20.

[0040] Ainsi, comme il ressort de la figure 2, les orifices 21, 22, 23 ont une direction d'injection désaxée par rapport à la normale Z à la plaque d'injection 10. Il s'ensuit que l'injection des fluides dans la chambre de combustion 12 ne se fait pas dans le sens axial défini par la direction Z. [0041] Par ailleurs, au moins deux desdites directions d'injection Al, A2, A3 sont non parallèles entre elles. Cela entraîne un croisement des jets injectés et un meilleur mélange dans la chambre de combustion. En l'occurrence, les directions d'injection Al, A2, A3 sont deux à deux nonparallèles. Toutefois, certaines directions d'injection pourraient être parallèles entre elles, tant que les directions d'injection respectives d'au moins deux des orifices sont non-parallèles entre elles.

[0042] L'inclinaison des directions d'injection A par rapport à la normale Z à la plaque d'injection est représentée en détail sur la figure 3, qui est une vue en coupe d'un orifice d'injection 20 dans un plan comprenant l'axe A de l'orifice et l'axe Z, normal à la plaque d'injection 10. Dans ce mode de réalisation, comme il ressort de la figure 3, l'orifice d'injection 20 est cylindrique autour de son axe A, qui passe par le centre

C de l'orifice d'injection 20. Dans ce mode de réalisation, le diamètre de l'orifice d'injection 20 peut être compris entre 1 mm et 30 mm. L'injection résultant de cet orifice se fait donc dans le prolongement de l'axe A de l'orifice, dans la direction de la flèche I. Dans la suite, sauf mention contraire, par souci de concision, on confondra par la suite l'axe d'un orifice d'injection 20 et sa direction d'injection A.

[0043] Comme illustré sur la figure 3, la direction d'injection A forme un premier angle a non nul avec l'axe Z, normal à la plaque d'injection 10. Dans ce mode de réalisation, le premier angle a est compris entre 0,5° et 10°, de préférence entre 1° et 7°, bien qu'il soit exagéré sur les figures pour une meilleure compréhension. Par ailleurs, le premier angle a peut avoir la même valeur pour tous les orifices d'injection 20.

[0044] La direction d'injection A d'un orifice d'injection 20 est définie non seulement par le premier angle a dans le plan AZ, mais également par un deuxième angle β dans le plan XY, comme illustré sur la figure 4.

[0045] Plus précisément, la direction d'injection A forme, en projection sur la plaque d'injection 10, un deuxième angle β avec un segment de droite R reliant ledit orifice d'injection 20, plus particulièrement son centre C, à un centre O de la plaque d'injection 10. Le centre O de la plaque d'injection 10 peut être l'intersection entre le plan principal XY de la plaque d'injection 10, qui correspond éventuellement au plan médian entre les plans enveloppes, et son axe Z. Par analogie, le segment de droite R représente le rayon de la plaque d'injection 10 sur lequel l'orifice d'injection 20 est placé. Sur la figure 4, on n'a représenté de la direction d'injection A que sa projection sur la plaque d'injection 10, c'est-à-dire perpendiculairement à la normale Z. En l'espèce, le deuxième angle β vaut 90°.

[0046] De manière plus générale, le deuxième angle β peut être compris entre 0° et 360°. Selon un mode de réalisation, le deuxième angle β peut être choisi parmi des valeurs prédéterminées, par exemple huit valeurs prédéterminées. La figure 4 illustre en pointillés ces huit valeurs, régulièrement réparties et espacées chacune l'une de l'autre de 45°.

[0047] Par la suite, le premier angle a étant déterminé, identique ou non selon les orifices, on adoptera une représentation schématique similaire à celle de la figure 4 pour représenter la direction d'injection, en particulier sur les figures 5 et 7.

[0048] Les figures 5 et 7 présentent une plaque d'injection selon d'autres modes de réalisation. Sur ces figures, les éléments correspondant ou identiques à ceux du premier mode de réalisation recevront le même signe de référence et ne seront pas décrits à nouveau.

[0049] Les orifices d'injection 20 de la plaque d'injection 10 selon le deuxième mode de réalisation, représenté sur la figure 5 sont répartis en quatre couronnes, ici circulaires, concentriques et centrées sur le centre O de la plaque d'injection 10. Chaque couronne ou partie de couronne forme une courbe sur laquelle sont disposés certains des orifices d'injection 20.

[0050] Ainsi, comme illustré sur la figure 5, certains orifices d'injection 24 sont disposés selon une première couronne 34 et les directions d'injection A4 respectives de ces orifices d'injection 24 sont respectivement orientées, en projection sur la première couronne 34, selon des tangentes à ladite première couronne 34. En l'espèce, les directions d'injection A4 d'une même courbe ou première couronne 34 ont toutes la même valeur du deuxième angle β, en l'espèce 90°. Il s'ensuit un mouvement giratoire des fluides injectés, ici dans le sens horaire.

[0051] De manière similaire, certains orifices d'injection 25 sont disposés selon une deuxième couronne 35 et les directions d'injection A5 respectives de ces orifices d'injection 25 sont respectivement orientées, en projection sur la deuxième couronne 35, selon des tangentes à ladite deuxième couronne 35. En l'espèce, les directions d'injection A5 d'une même courbe ou deuxième couronne 35 ont toutes la même valeur du deuxième angle β, en l'espèce 270°. Il s'ensuit un mouvement giratoire des fluides injectés, ici dans le sens antihoraire.

[0052] Par suite, on comprend que les directions d'injection respectives A4 des orifices d'injection 24 disposés selon la première couronne 34 sont orientées en sens inverse des directions d'injection respectives A5 des orifices d'injection 25 disposés selon la deuxième couronne 35. Ces caractéristiques contribuent à créer un cisaillement des fluides injectés et, par suite, un meilleur mélange lors de la combustion. Alternativement, les directions d'injections A4 et A5 pourraient être orientées dans le même sens, par exemple horaire ou antihoraire, de manière à créer un mouvement d'ensemble des fluides injectés dans la chambre de combustion. Il est en outre possible de combiner ces deux solutions alternatives, en les mettant en œuvre sur des paires de couronnes différentes.

[0053] Indépendamment de ce qui précède, on décrit maintenant la configuration des orifices d'injection 26 situés les plus proches d'une périphérie 18 de la plaque d'injection 10. Dans le présent mode de réalisation, les orifices d'injections 26 situés les plus proches d'une périphérie 18 de la plaque d'injection 10 sont disposés selon une couronne 36, ici circulaire et concentrique aux première et deuxième couronnes 34, 35, mais une telle disposition n'est pas obligatoire. En outre, la périphérie 18 de la plaque d'injection 10 est sa périphérie externe, configurée pour être au voisinage et/ou au contact d'une paroi externe de la chambre de combustion 12. Ainsi, la périphérie 18 ne comprend pas le pourtour du trou central 16.

[0054] Ainsi, comme illustré sur la figure 5, la direction d'injection A6 des orifices d'injections 26 situés les plus proches d'une périphérie 18 de la plaque d'injection 10 est dirigée vers l'intérieur de la plaque d'injection 10. Il est possible, de cette façon, d'éviter les points chauds qui résulteraient d'une grande densité de fluide injecté au voisinage de la paroi de la chambre de combustion 12.

[0055] La notion d'intérieur de la plaque d'injection 10 est illustrée sur la figure 6, qui présente de manière schématique un orifice d'injection 20 et la périphérie 18 de la plaque d'injection. Comme indiqué précédemment, une direction dirigée vers l'intérieur de la plaque d'injection 10 désigne toute direction telle qu'en projection sur la plaque d'injection 10, c'est-à-dire dans le plan de la figure 6, la longueur Dintl (respectivement Dint2) entre l'orifice d'injection 20 et le bord ou la périphérie de la plaque 10 le plus proche selon ladite direction est supérieure ou égale à la longueur Dextl (respectivement Dext2) entre l'orifice d'injection 20 et le bord ou la périphérie 18 de la plaque le plus proche selon une direction opposée à ladite direction d'injection. Avec les notations de la figure 6, une direction d'injection est dite dirigée vers l'intérieur de la plaque 10 si, par exemple, elle est dirigée selon la longueur Dintl (respectivement Dint2), c'est-à-dire à l'opposé de la longueur Dextl (respectivement Dext2).

[0056] Enfin, sur le deuxième mode de réalisation de la figure 5, les orifices d'injections le plus proches du centre O de la plaque d'injection 10 sont disposés selon une couronne et leurs directions d'injection respectives sont orientées vers le centre O de la plaque d'injection 10.

[0057] Ainsi, dans le deuxième mode de réalisation, les orifices d'injection 20 sont répartis en quatre groupes, chaque groupe étant disposé selon une couronne. Les contraintes portant sur le deuxième angle β sont définies groupe par groupe, ici couronne par couronne.

[0058] Un troisième mode de réalisation est représenté sur la figure

7. Dans ce mode de réalisation, les orifices d'injection sont situés aux mêmes positions, sur la plaque d'injection 10, que pour le deuxième mode de réalisation, cependant leur direction d'injection est différente.

[0059] En l'espèce, les orifices d'injection sont répartis en deux groupes. Un premier groupe d'orifices d'injection 27 comprend les orifices d'injection situés les plus proches d'une périphérie 18 de la plaque d'injection 10, et qui sont en l'espèce disposés selon une couronne 37. Pour les orifices d'injection 27 de ce premier groupe, le deuxième angle β est constant et égal à 0°, ce qui signifie, avec les conventions de la figure 4, que la direction d'injection A7 est orientée, en projection sur la plaque d'injection 10, vers le centre O de la plaque d'injection 10.

[0060] Un deuxième groupe d'orifices d'injection 28 comprend tous les autres orifices d'injection, qui sont en l'espèce disposés selon trois couronnes concentriques. Pour chacun de ces orifices d'injection 28, la valeur du deuxième angle β peut être choisie parmi des valeurs prédéterminées, par exemple de manière aléatoire ou pseudo-aléatoire. Selon un mode de réalisation, il est possible de définir une suite d'entiers du type t_n+1 = (at_n + b) mod.m, et d'angles du type β_η = t_n x 360/m, où m est le nombre de valeurs prédéterminées (dans l'exemple de la figure 4, m vaut 8) et a et b sont des entiers, de préférence premiers avec m. La suite (t_n) forme un générateur pseudo-aléatoire de valeurs comprises entre 1 et m, les orifices d'injection 28 pouvant être numérotés de 1 à N (et n<N) dans un ordre arbitraire.

[0061] Il est possible d'adapter le générateur aléatoire des orifices d'injection 26 en le limitant, pour les orifices 27 situés les plus proches de la périphérie de la plaque d'injection 10, aux orientations dirigées vers l'intérieur. On obtiendrait alors des orientations du type des directions A6 du deuxième mode de réalisation.

[0062] Bien qu'on n'ait représenté, sur la figure 7, qu'une partie des directions d'injection des orifices de la plaque d'injection, il va de soi que les directions d'injection des autres orifices peuvent être déterminées de manière analogue, de sorte que les directions d'injections respectives d'au moins une majorité des orifices d'injection de la plaque d'injection 10 forment chacune un premier angle a non nul avec une normale Z à la plaque d'injection 10 et qu'au moins deux desdites directions d'injection soient non parallèles entre elles.

[0063] Contrairement aux modes de réalisation présentés précédemment, les orifices d'injection pourraient être disposés sur la plaque d'injection 10 non en couronnes, mais selon des segments de droite, des polygones, des arcs, ou de toute autre manière.

[0064] Comme illustré sur la figure 1, les injecteurs 14 peuvent être respectivement engagés dans des orifices dont l'axe est parallèle à la direction d'injection, chaque injecteur s'étendant alors de manière désaxée par rapport à la plaque d'injection 10. Alternativement, chaque injecteur pourrait s'étendre orthogonalement à la plaque d’injection et comprendre une buse configurée pour former un jet selon la direction d'injection qui, quant à elle, forme le premier angle non nul avec la normale Z à la plaque d'injection 10.

[0065] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, des modifications peuvent être apportées à ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims

REVENDICATIONS

1. Plaque d'injection (10) pour une chambre de combustion (12), la plaque d'injection (10) étant sensiblement plane et comportant une pluralité d'orifices d'injection (20) ayant chacun un axe définissant une direction d'injection (A), les directions d'injections respectives d'au moins une majorité desdits orifices d'injection (20) formant chacune un premier angle (a) non nul avec une normale (Z) à la plaque d'injection (10), au moins deux desdites directions d'injection (Al, A2) étant non parallèles entre elles.
2. Plaque d'injection (10) selon la revendication 1, dans laquelle certains orifices d'injection (24) de ladite majorité sont disposés selon une courbe (34) et les directions d'injection (A4) respectives de ces orifices d'injection sont respectivement orientées, en projection sur la courbe (34), selon des tangentes à ladite courbe.
3. Plaque d'injection (10) selon la revendication 2, dans laquelle ladite courbe (34) forme une première couronne et d'autres orifices d'injection (25) de ladite majorité sont disposés selon une deuxième couronne (35), concentrique et adjacente à la première couronne (34), les directions d'injection (A5) respectives des orifices d'injection (25) disposés selon la deuxième couronne (35) étant respectivement orientées, en projection sur la deuxième couronne (35), selon des tangentes à ladite deuxième couronne, dans un sens inverse des directions d'injection (A4) des orifices d'injection (24) de la première couronne (34).
4. Plaque d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la direction d'injection (A6, A7) des orifices d'injections (26, 27) de ladite majorité situés les plus proches d'une périphérie (18) de la plaque d'injection (10) est dirigée vers l'intérieur de la plaque d'injection.
5. Plaque d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications 1 5 à 4, dans laquelle le premier angle (a) est compris entre 0,5° et 10°, de préférence entre 1° et 7°.
6. Plaque d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le premier angle (a) est identique pour tous les orifices

10 d'injection (20) de ladite majorité.
7. Plaque d'injection (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle, pour chaque orifice d'injection (20) de ladite majorité, la direction d'injection (A) forme, en projection sur la plaque d'injection,

15 un deuxième angle (β) avec un segment de droite (R) reliant ledit orifice (20) à un centre (O) de la plaque d'injection, le deuxième angle (β) étant choisi parmi des valeurs prédéterminées.
8. Système d'injection comprenant une plaque d'injection (10) selon 20 l'une quelconque des revendications 1 à 7 et une pluralité d'injecteurs (14) respectivement montés en correspondance avec les orifices d'injection (20) de ladite majorité.
9. Chambre de combustion (12) comprenant une plaque d'injection

25 (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.