FR3075319A1 - COMBUSTION CHAMBER MODULE FOR TURBOMACHINE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un module (1) de chambre de combustion pour une turbomachine, comportant une chambre de combustion (2), une bougie d'allumage (9) montée dans un orifice (11) de la chambre de combustion (2), des moyens (7, 8) d'amenée d'air et de carburant dans la chambre de combustion (2), caractérisé en ce qu'il comporte un organe (16) mobile entre une position escamotée dans laquelle il est dégagé de la chambre de combustion (2) et une position déployée dans laquelle ledit organe (16) s'étend dans la chambre de combustion (2) de manière à former un obstacle situé dans le flux d'air et de carburant au sein de la chambre de combustion (2). The invention relates to a combustion chamber module (1) for a turbomachine, comprising a combustion chamber (2), a spark plug (9) mounted in an orifice (11) of the combustion chamber (2), means (7, 8) for supplying air and fuel to the combustion chamber (2), characterized in that it comprises a member (16) movable between a retracted position in which it is released from the combustion chamber (2) and a deployed position in which said member (16) extends in the combustion chamber ( 2) so as to form an obstacle located in the air and fuel flow within the combustion chamber (2).
Description
MODULE DE CHAMBRE DE COMBUSTION POUR TURBOMACHINECOMBUSTION CHAMBER MODULE FOR A TURBOMACHINE
DOMAINE [001] La présente invention concerne un module de chambre de combustion pour turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.FIELD [001] The present invention relates to a combustion chamber module for a turbomachine, such as for example a turbojet or an airplane turboprop.
CONTEXTE [002] La figure 1 illustre un module 1 de chambre de combustion pour une turbomachine comportant une chambre annulaire de combustion 2 de turbomachine selon l’art antérieur. Celle-ci comprend une paroi annulaire de fond de chambre 3 reliée à deux viroles 4, 5 sensiblement tronconiques et coaxiales s’étendant vers l’aval, et un carénage ou capotage 6 fixé sur le fond de chambre 3 et s’étendant vers l’amont.BACKGROUND [002] FIG. 1 illustrates a combustion chamber module 1 for a turbomachine comprising an annular combustion chamber 2 for a turbomachine according to the prior art. This comprises an annular wall at the bottom of the chamber 3 connected to two substantially frustoconical and coaxial ferrules 4, 5 extending downstream, and a fairing or cowling 6 fixed on the chamber bottom 3 and extending towards the upstream.
[003] Le carénage 6 guide le flux d’air fourni par le compresseur de la turbomachine et le partage en une veine centrale qui alimente la chambre de combustion 2 et en deux veines périphériques qui contournent la chambre de combustion 2.The fairing 6 guides the air flow supplied by the compressor of the turbomachine and divides it into a central stream which feeds the combustion chamber 2 and into two peripheral streams which bypass the combustion chamber 2.
[004] L’air issu du compresseur est amené dans la chambre de combustion 2, au travers notamment de vrilles 7, et mélangé à du carburant issu d’injecteurs 8. La combustion du mélange air-carburant est initiée par au moins une bougie d’allumage 9 montée sur un carter externe 10 et traversant un orifice 11 de la virole externe 5. La bougie 9 traverse une ouverture 12 du carter 10 et est montée sur le carter 10 par l’intermédiaire d’un dispositif de fixation 13.The air from the compressor is brought into the combustion chamber 2, in particular through tendrils 7, and mixed with fuel from injectors 8. The combustion of the air-fuel mixture is initiated by at least one spark plug ignition 9 mounted on an external casing 10 and passing through an orifice 11 in the external shroud 5. The spark plug 9 passes through an opening 12 in the casing 10 and is mounted on the casing 10 by means of a fixing device 13.
[005] La virole externe 5 de la chambre de combustion 2 est équipée d’une cheminée 14 fixée sur la virole externe 5 et entourant l’orifice 11 servant au montage de la bougie 9, une douille 15 formant un guide étant montée autour de la bougie 9 et étant engagée avec un jeu axial et radial dans une gorge de la cheminée 14. Le déplacement du guide 15 par rapport à la cheminée permet de compenser les effets de dilatation différentielle entre le carter 10 supportant la bougie 9 et la virole externe 5, en fonctionnement.The outer shroud 5 of the combustion chamber 2 is equipped with a chimney 14 fixed to the outer shroud 5 and surrounding the orifice 11 used for mounting the spark plug 9, a socket 15 forming a guide being mounted around the spark plug 9 and being engaged with an axial and radial clearance in a groove of the chimney 14. The displacement of the guide 15 relative to the chimney makes it possible to compensate for the effects of differential expansion between the casing 10 supporting the spark plug 9 and the external ferrule 5, in operation.
[006] Lors de l’allumage de la chambre de combustion 2, le carburant mélangé au flux d’air est enflammé à l’aide de la bougie 9 de manière à créer un noyau. Ce noyau peut être déplacé par le flux au sein de la chambre de combustion 2 vers une zone de recirculation radialement médiane. Le noyau fournit alors une énergie suffisante pour créer une zone de combustion annulaire par expansion du noyau.When the combustion chamber 2 is ignited, the fuel mixed with the air flow is ignited using the spark plug 9 so as to create a core. This core can be moved by the flow within the combustion chamber 2 to a radially median recirculation zone. The nucleus then supplies sufficient energy to create an annular combustion zone by expansion of the nucleus.
[007] E n fonction des conditions de vol et de la vitesse de l’avion, la vitesse du flux de gaz au sein de la chambre de combustion peut être trop importante et empêcher, soit une expansion du noyau, soit un déplacement du noyau vers la zone médiane de recirculation. Dans un tel cas, le noyau peut être soufflé ou être entraîné par le flux de gaz vers l’aval de la chambre de combustion. Un tel cas de figure peut notamment se présenter lors d’un vol, en cas redémarrage de la turbomachine après un arrêt de cette dernière, à une altitude importante. Un rallumage de la chambre de combustion ne peut alors être effectué, sauf à modifier les conditions de vol et/ou l’altitude de vol. [008] L’invention vise à remédier à cet inconvénient, de manière simple, fiable et peu onéreuse.Depending on the flight conditions and the speed of the aircraft, the speed of the gas flow within the combustion chamber may be too high and prevent either an expansion of the core or a displacement of the core towards the middle recirculation zone. In such a case, the core can be blown or be driven by the flow of gas downstream from the combustion chamber. Such a scenario can in particular arise during a flight, in the event of restarting of the turbomachine after a stop of the latter, at a significant altitude. A re-ignition of the combustion chamber cannot then be carried out, unless the flight conditions and / or the flight altitude are modified. The invention aims to remedy this drawback in a simple, reliable and inexpensive manner.
RESUME DE L’INVENTION [009] A cet effet, l’invention concerne un module de chambre de combustion pour une turbomachine, comportant une chambre de combustion, une bougie d’allumage montée dans un orifice de la chambre de combustion, des moyens d’amenée d’air et de carburant dans la chambre de combustion, caractérisé en ce qu’il comporte un organe mobile entre une position escamotée dans laquelle il est dégagé de la chambre de combustion et une position déployée dans laquelle ledit organe s’étend dans la chambre de combustion de manière à former un obstacle situé dans le flux d’air et de carburant au sein de la chambre de combustion.SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the invention relates to a combustion chamber module for a turbomachine, comprising a combustion chamber, a spark plug mounted in an orifice of the combustion chamber, means of air and fuel supply into the combustion chamber, characterized in that it comprises a member movable between a retracted position in which it is released from the combustion chamber and a deployed position in which said member extends in the combustion chamber so as to form an obstacle located in the air and fuel flow within the combustion chamber.
[010] L’organe mobile, lorsqu’il est en position déployée, permet de créer une ou plusieurs zones de recirculation ou de basse vitesse au sein de la chambre de combustion. Le positionnement adéquat de l’organe mobile par rapport à la bougie notamment, permet de garantir l’expansion du noyau et le déplacement de celui-ci vers la zone radialement médiane dite de recirculation de la chambre de combustion, quelles que soient les conditions de vol. Un redémarrage de la turbomachine après un arrêt de cette dernière en vol devient donc possible, même à une altitude et/ou à une vitesse élevées.The movable member, when it is in the deployed position, makes it possible to create one or more recirculation or low speed zones within the combustion chamber. The adequate positioning of the movable member relative to the spark plug in particular, guarantees the expansion of the core and the displacement of the latter towards the radially median zone called the recirculation zone of the combustion chamber, whatever the conditions of flight. A restart of the turbomachine after stopping the latter in flight therefore becomes possible, even at high altitude and / or at high speed.
[011] Après rallumage de la chambre de combustion, l’organe mobile peut être déplacé dans sa position escamotée de façon à ne pas perturber le fonctionnement des phases ultérieures de la turbomachine.[011] After relighting the combustion chamber, the movable member can be moved to its retracted position so as not to disturb the operation of the subsequent phases of the turbomachine.
[012] Ledit organe peut être situé axialement en amont de la bougie par rapport au sens général de circulation des gaz au sein de la chambre de combustion.Said member may be located axially upstream of the spark plug with respect to the general direction of gas circulation within the combustion chamber.
[013] Ledit organe peut être situé axialement en aval de la bougie par rapport au sens général de circulation des gaz au sein de la chambre de combustion.Said member can be located axially downstream of the spark plug with respect to the general direction of gas flow within the combustion chamber.
[014] Le positionnement dudit organe en amont ou en aval de la bougie est fonction du champ aérodynamique au sein de la chambre de combustion.The positioning of said member upstream or downstream of the spark plug is a function of the aerodynamic field within the combustion chamber.
[015] La chambre de combustion peut comporter une virole annulaire radialement externe et une virole annulaire radialement interne, l’orifice servant au montage de la bougie étant formé dans la virole externe, l’organe traversant ladite virole externe et débouchant dans la chambre de combustion, dans sa position déployée.The combustion chamber may comprise a radially external annular ferrule and a radially internal annular ferrule, the orifice used for mounting the spark plug being formed in the external ferrule, the member passing through said external ferrule and opening into the chamber. combustion, in its deployed position.
[016] L’organe peut être mobile en translation dans la direction radiale, entre ses positions déployée et escamotée.The member can be movable in translation in the radial direction, between its deployed and retracted positions.
[017] L’ organe peut être mobile en rotation, entre ses positions déployée et escamotée.[017] The member can be movable in rotation, between its deployed and retracted positions.
[018] L’axe de rotation de l’organe est par exemple perpendiculaire à l’axe de la turbomachine et perpendiculaire à la direction radiale. Ledit axe de rotation est ainsi tangent à la direction circonférentielle.The axis of rotation of the member is for example perpendicular to the axis of the turbomachine and perpendicular to the radial direction. Said axis of rotation is thus tangent to the circumferential direction.
[019] Ledit organe est situé à proximité de la bougie, par exemple axialement à une distance comprise entre 0 et 20 mm de ladite bougie.Said member is located near the spark plug, for example axially at a distance between 0 and 20 mm from said spark plug.
[020] Ledit organe peut comporter une zone formant une crémaillère, engrenant avec un pignon entraîné en rotation par un moteur.Said member may include an area forming a rack, meshing with a pinion driven in rotation by a motor.
[021] Le moteur est par exemple un moteur pas à pas.[021] The motor is for example a stepping motor.
[022] Bien entendu, d’autres moyens de déplacement dudit organe peuvent être envisagés, tels par exemple que des moyens hydrauliques (vérin ou moteur hydraulique), magnétiques (électroaimant), électromécaniques ou mécaniques.[022] Of course, other means for moving said member can be envisaged, such as for example hydraulic means (actuator or hydraulic motor), magnetic means (electromagnet), electromechanical or mechanical.
[023] L’organe peut présenter une forme générale de plaque, de portion de tube, par exemple de demi-tube, ou une forme de gouttière de section en V. [024] Si I’ organe présente une forme de gouttière, celui-ci peut présenter deux flancs sensiblement plans, reliés par une zone arrondie. Les deux flancs peuvent être parallèles entre eux ou présenter un angle compris entre 0 et 30°. Le rayon de la zone arrondie ou de la portion de tube peut être compris entre le rayon de la bougie et le rayon de la bougie plus 20 mm par exemple. La dimension radiale de la partie de l’organe mobile pénétrant dans la chambre de combustion en position déployée est par exemple comprise entre 1 et 20% de la dimension radiale de la chambre à cet endroit, entre la paroi externe et la paroi interne.[023] The member may have a general shape of plate, of tube portion, for example of half-tube, or a shape of gutter of V section. [024] If the organ has a shape of gutter, that -This can have two substantially flat sides, connected by a rounded area. The two sides can be parallel to each other or have an angle between 0 and 30 °. The radius of the rounded area or of the tube portion can be between the radius of the spark plug and the radius of the spark plug plus 20 mm for example. The radial dimension of the part of the movable member entering the combustion chamber in the deployed position is for example between 1 and 20% of the radial dimension of the chamber at this location, between the outer wall and the inner wall.
[025] Le module peut comporter un carter situé radialement à l’extérieur de la chambre de combustion, des moyens d’étanchéité étant situés entre la bougie et le carter, et/ou entre l’organe et le carter.[025] The module may include a housing located radially outside the combustion chamber, sealing means being located between the spark plug and the housing, and / or between the member and the housing.
[026] L’organe peut comporter une partie tubulaire, radialement externe, positionnée autour de la bougie, et une partie radialement interne, en forme de portion de tube, apte à traverser la virole externe et à former ledit obstacle en position déployée dudit organe.[026] The member may comprise a tubular part, radially external, positioned around the spark plug, and a radially internal part, in the form of a portion of tube, capable of passing through the external ferrule and of forming said obstacle in the deployed position of said member. .
[027] La partie radialement interne peut présenter une forme de demi-tube.[027] The radially internal part can have the shape of a half-tube.
[028] Les termes radialement interne et radialement externe sont définis par rapport à l’axe de la chambre de combustion ou de la turbomachine.The terms radially internal and radially external are defined relative to the axis of the combustion chamber or of the turbomachine.
[029] L’invention concerne également un procédé d’allumage d’une chambre de combustion appartenant à un module du type précité, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes consistant à :[029] The invention also relates to a method of igniting a combustion chamber belonging to a module of the aforementioned type, characterized in that it comprises the steps consisting in:
- déplacer l’organe mobile dans sa position déployée,- move the movable member to its deployed position,
- fournir de l’air et du carburant dans la chambre de combustion, à l’aide des moyens d’amenée d’air et de carburant,- supply air and fuel to the combustion chamber, using the air and fuel supply means,
- allumer le mélange d’air et de carburant contenu dans la chambre à l’aide de la bougie d’allumage,- ignite the air and fuel mixture contained in the chamber using the spark plug,
- déplacer l’organe mobile dans sa position escamotée.- move the movable member to its retracted position.
[030] L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence aux dessins annexés.The invention will be better understood and other details, characteristics and advantages of the invention will appear on reading the following description given by way of nonlimiting example with reference to the accompanying drawings.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES la figure 1 est une demi-vue en coupe axiale d’un module de chambre de combustion pour une turbomachine selon l’art antérieur ;BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIG. 1 is a half-view in axial section of a combustion chamber module for a turbomachine according to the prior art;
la figure 2 est une demi-vue en coupe axiale d’un module de chambre de combustion selon une forme de réalisation de l’invention ;Figure 2 is a half view in axial section of a combustion chamber module according to an embodiment of the invention;
la figure 3 est une vue en coupe axiale d’une partie d’un module selon l’invention, en position rétractée de l’organe mobile ;Figure 3 is an axial sectional view of a part of a module according to the invention, in the retracted position of the movable member;
la figure 4 est une vue en coupe axiale d’une partie d’un module selon l’invention, en position déployée de l’organe mobile ;Figure 4 is an axial sectional view of a part of a module according to the invention, in the deployed position of the movable member;
la figure 5 est une vue schématique en coupe axiale illustrant une première forme de réalisation de l’organe mobile en position déployée, dans laquelle l’organe mobile présente une forme de demi-tube ;Figure 5 is a schematic view in axial section illustrating a first embodiment of the movable member in the deployed position, in which the movable member has the shape of a half-tube;
les figures 6 et 7 sont des vues correspondant respectivement aux figures 3 et 4, illustrant une variante de réalisation de l’invention ;Figures 6 and 7 are views corresponding to Figures 3 and 4 respectively, illustrating an alternative embodiment of the invention;
la figure 8 est une vue correspondant à la figure 5, illustrant une deuxième forme de réalisation de l’organe mobile, l’organe mobile présentant une forme de plaque ;Figure 8 is a view corresponding to Figure 5, illustrating a second embodiment of the movable member, the movable member having a plate shape;
la figure 9 est une vue correspondant à la figure 6 illustrant une troisième forme de réalisation de l’organe mobile, l’organe mobile présentant une forme de gouttière en V ;Figure 9 is a view corresponding to Figure 6 illustrating a third embodiment of the movable member, the movable member having a V-shaped gutter;
la figure 10 est une demi-vue axiale d’un module selon l’invention, dans laquelle l’organe mobile est situé axialement en aval de la bougie.Figure 10 is an axial half-view of a module according to the invention, in which the movable member is located axially downstream of the spark plug.
DESCRIPTION DETAILLEE [031] La figure 2 illustre un module 1 pour une turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, selon une forme de réalisation de l’invention. Ce module 1 comporte une chambre de combustion 2 annulaire comprenant une paroi annulaire de fond de chambre 3 reliée à deux viroles 4, 5 sensiblement tronconiques et coaxiales, s’étendant vers l’aval, et un carénage ou capotage 6 fixé sur le fond de chambre 3 et s’étendant vers l’amont.DETAILED DESCRIPTION [031] FIG. 2 illustrates a module 1 for a turbomachine, such as for example a turbojet or an airplane turboprop, according to an embodiment of the invention. This module 1 comprises an annular combustion chamber 2 comprising an annular wall at the bottom of the chamber 3 connected to two ferrules 4, 5 substantially frustoconical and coaxial, extending downstream, and a fairing or cowling 6 fixed on the bottom of bedroom 3 and extending upstream.
[032] Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. Les termes axial et radial sont définis par rapport à l’axe de la turbomachine.The terms upstream and downstream are defined relative to the direction of gas flow within the turbomachine. The axial and radial terms are defined relative to the axis of the turbomachine.
[033] Le carénage 6 guide le flux d’air fourni par le compresseur de la turbomachine et le partage en une veine centrale qui alimente la chambre de combustion 2 et en deux veines périphériques qui contournent la chambre de combustion 2.The fairing 6 guides the air flow supplied by the compressor of the turbomachine and divides it into a central stream which feeds the combustion chamber 2 and into two peripheral streams which bypass the combustion chamber 2.
[034] L’ air issu du compresseur est amené dans la chambre de combustion 2, au travers notamment de vrilles 7, et mélangé à du carburant issu d’injecteurs 8. La combustion du mélange air-carburant est initiée par au moins une bougie d’allumage 9 montée sur un carter externe 10 et traversant un orifice 11 de la virole externe 5. La bougie 9 traverse une ouverture 12 du carter 10 et est montée sur le carter 10 par l’intermédiaire d’un dispositif de fixation 13.[034] The air coming from the compressor is brought into the combustion chamber 2, in particular through tendrils 7, and mixed with fuel coming from injectors 8. The combustion of the air-fuel mixture is initiated by at least one spark plug ignition 9 mounted on an external casing 10 and passing through an orifice 11 in the external shroud 5. The spark plug 9 passes through an opening 12 in the casing 10 and is mounted on the casing 10 by means of a fixing device 13.
[035] La virole externe 5 de la chambre de combustion 2 est équipée d’une cheminée 14 fixée sur la virole externe 5 et entourant l’orifice 11 servant au montage de la bougie 9, une douille 15 formant un guide étant montée autour de la bougie 9 et étant engagée avec un jeu axial et radial dans une gorge de la cheminée 14. Le déplacement du guide 15 par rapport à la cheminée 14 permet de compenser les effets de dilatation différentielle entre le carter 10 supportant la bougie 9 et la virole externe 5, en fonctionnement.The outer shell 5 of the combustion chamber 2 is equipped with a chimney 14 fixed to the outer shell 5 and surrounding the orifice 11 used for mounting the spark plug 9, a bush 15 forming a guide being mounted around the spark plug 9 and being engaged with an axial and radial clearance in a groove of the chimney 14. The displacement of the guide 15 relative to the chimney 14 makes it possible to compensate for the effects of differential expansion between the casing 10 supporting the spark plug 9 and the ferrule external 5, in operation.
[036] Le module 1 comporte en outre un organe 16, mobile entre une position escamotée dans laquelle il est dégagé de la chambre de combustion 2 (figure 3) et une position déployée dans laquelle ledit organe 16 s’étend dans la chambre de combustion 2 de manière à former un obstacle situé dans le flux d’air et de carburant au sein de la chambre de combustion 2 (figure 4). Dans cette forme de réalisation, la partie de l’organe mobile 16 pénétrant dans la chambre de combustion 2 en position déployée est située axialement en amont de l’extrémité radialement interne de la bougie 9.The module 1 further comprises a member 16, movable between a retracted position in which it is released from the combustion chamber 2 (Figure 3) and a deployed position in which said member 16 extends in the combustion chamber 2 so as to form an obstacle located in the air and fuel flow within the combustion chamber 2 (Figure 4). In this embodiment, the part of the movable member 16 penetrating into the combustion chamber 2 in the deployed position is located axially upstream from the radially internal end of the spark plug 9.
[037] Dans la forme de réalisation illustrée aux figures 3 et 4, la bougie 9 comporte une partie cylindrique radialement interne 17, une partie cylindrique radialement externe 18 et une partie cylindrique radialement médiane 19, de plus grand diamètre que les parties radialement interne et externe. La partie médiane 19 définit ainsi un épaulement annulaire radialement interne 20 et un épaulement annulaire radialement externe 21.[037] In the embodiment illustrated in FIGS. 3 and 4, the spark plug 9 comprises a radially internal cylindrical part 17, a radially external cylindrical part 18 and a radially median cylindrical part 19, of larger diameter than the radially internal parts and external. The middle part 19 thus defines a radially internal annular shoulder 20 and a radially external annular shoulder 21.
[038] L’organe mobile 16 comporte une partie radialement externe 22 cylindrique tubulaire, de diamètre interne sensiblement égal au diamètre de la partie médiane 19 de la bougie 9 et entourant ladite partie médiane 19. L’extrémité radialement interne et l’extrémité radialement externe de la partie tubulaire 22 de l’organe 16 comportent des rebords annulaires 23 délimitant des ouvertures de forme et de diamètre correspondant à ceux des parties interne 17 et externe 18 de la bougie 9. Un joint annulaire 24 est ménagé entre chaque épaulement annulaire 20, 21 de la bougie 9 et le rebord annulaire 23 opposé de la partie tubulaire 22 de l’organe 16 de manière à assurer l’étanchéité entre la bougie 9 et la partie tubulaire de l’organe mobile[038] The movable member 16 comprises a radially external tubular cylindrical portion 22, of internal diameter substantially equal to the diameter of the middle part 19 of the spark plug 9 and surrounding said middle part 19. The radially internal end and the radially end external of the tubular part 22 of the member 16 have annular flanges 23 defining openings of shape and diameter corresponding to those of the internal 17 and external 18 parts of the spark plug 9. An annular seal 24 is formed between each annular shoulder 20 , 21 of the spark plug 9 and the opposite annular rim 23 of the tubular part 22 of the member 16 so as to ensure the seal between the spark plug 9 and the tubular part of the movable member
16.16.
[039] La partie tubulaire 22 comporte en outre une crémaillère 25 coopérant avec un pignon 26 entraîné par un moteur, par exemple un moteur pas à pas. [040] La partie tubulaire 22 de l’organe mobile 16 est montée de façon étanche dans l’ouverture 12 du carter 10. Plus particulièrement, un joint annulaire 27 est monté entre le bord de l’ouverture 12 du carter 10 et la partie tubulaire 22.[039] The tubular part 22 further comprises a rack 25 cooperating with a pinion 26 driven by a motor, for example a stepping motor. The tubular part 22 of the movable member 16 is mounted in leaktight manner in the opening 12 of the casing 10. More particularly, an annular seal 27 is mounted between the edge of the opening 12 of the casing 10 and the part tubular 22.
[041] L’organe mobile 16 comporte en outre une partie radialement interne 28, ici en forme de demi-tube, montée partiellement autour de la partie interne 17 de la bougie 9 et apte à traverser le guide 15, la cheminée 14 et l’orifice 11 de la virole externe 5 afin de déboucher dans la chambre de combustion 2 en position déployée (figure 4). Le rayon du demi-tube 28 est compris entre le rayon de la bougie et le rayon de la bougie plus 20mm par exemple.[041] The movable member 16 further comprises a radially internal part 28, here in the form of a half-tube, partially mounted around the internal part 17 of the spark plug 9 and capable of passing through the guide 15, the chimney 14 and the orifice 11 of the outer shell 5 in order to open into the combustion chamber 2 in the deployed position (FIG. 4). The radius of the half-tube 28 is between the radius of the spark plug and the radius of the spark plug plus 20mm for example.
[042] Lorsque l’on souhaite démarrer ou redémarrer une turbomachine qui s’est arrêtée en vol par exemple, en particulier lorsque la vitesse de l’avion est importante et/ou que l’altitude de vol est importante, l’organe mobile 16 peut être déplacé vers sa position déployée par rotation du moteur et du pignon 26. La partie interne 28 de l’organe mobile 16 est alors engagée dans la chambre de combustion 2, ce qui génère une recirculation ou une zone de basse vitesse, dans une zone localisée en regard de la bougie 9.[042] When it is desired to start or restart a turbomachine which has stopped in flight for example, in particular when the speed of the airplane is high and / or when the flight altitude is high, the movable member 16 can be moved to its deployed position by rotation of the motor and of the pinion 26. The internal part 28 of the movable member 16 is then engaged in the combustion chamber 2, which generates recirculation or a low-speed zone, in an area located opposite the candle 9.
[043] Le carburant mélangé au flux d’air est alors enflammé à l’aide de la bougie 9 de manière à créer un noyau. La zone de plus basse vitesse permet de garantir une bonne expansion du noyau et/ou un déplacement du noyau vers la zone radialement médiane de la chambre de combustion 2, dite zone de recirculation. Le noyau fournit alors une énergie suffisante pour créer une zone de combustion annulaire ou foyer par expansion dudit noyau et procéder ainsi au rallumage de la chambre de combustion 2.[043] The fuel mixed with the air flow is then ignited using the spark plug 9 so as to create a core. The lower speed zone makes it possible to guarantee good expansion of the core and / or displacement of the core towards the radially median zone of the combustion chamber 2, called the recirculation zone. The core then provides sufficient energy to create an annular combustion zone or hearth by expansion of said core and thus relight the combustion chamber 2.
[044] Après rallumage de la chambre de combustion 2, l’organe mobile 16 peut être déplacé dans sa position escamotée de façon à ne pas perturber le fonctionnement des phases ultérieures de la turbomachine.[044] After re-ignition of the combustion chamber 2, the movable member 16 can be moved to its retracted position so as not to disturb the operation of the subsequent phases of the turbomachine.
[045] On notera que les joints 24, 27 évitent aux gaz contenus dans la chambre de combustion 2 ou dans l’espace annulaire 29 ménagé entre la virole externe 5 et le carter 10, qui sont à une pression élevée, par exemple de l’ordre de 30 bars, de déboucher radialement à l’extérieur du carter 10. La zone 30 située radialement à l’extérieur du carter 10 est à une pression relativement faible, de l’ordre de 1 bar ou inférieure.It will be noted that the seals 24, 27 avoid the gases contained in the combustion chamber 2 or in the annular space 29 formed between the outer shell 5 and the casing 10, which are at a high pressure, for example l 'order of 30 bars, to open radially outside the housing 10. The zone 30 located radially outside the housing 10 is at a relatively low pressure, of the order of 1 bar or lower.
[046] Les figures 6 et 7 illustrent une autre forme de réalisation de l’invention, dans laquelle l’organe mobile 16 traverse une ouverture additionnelle 31 du carter 10, située en amont de l’ouverture 12, et un orifice additionnel 32 de la virole externe 5, situé en amont de l’orifice 11. Un ou plusieurs joints 33 sont montés entre un rebord 34 de l’organe mobile 16, et le carter 10, les joints 33 entourant l’ouverture 31 du carter 10. Comme précédemment, l’organe mobile 16 peut être déplacé à l’aide d’une crémaillère 25 coopérant avec un pignon 26 couplé à l’arbre d’un moteur.[046] Figures 6 and 7 illustrate another embodiment of the invention, wherein the movable member 16 passes through an additional opening 31 of the housing 10, located upstream of the opening 12, and an additional orifice 32 of the outer shell 5, located upstream of the orifice 11. One or more seals 33 are mounted between a flange 34 of the movable member 16, and the casing 10, the seals 33 surrounding the opening 31 of the casing 10. As previously, the movable member 16 can be moved using a rack 25 cooperating with a pinion 26 coupled to the shaft of a motor.
[047] Dans cette forme de réalisation, la partie radialement interne 28 de l’organe mobile 16 présente par exemple une forme de plaque, s’étendant selon un plan radial, comme illustré à la figure 8. En variante, comme illustré à la figure 9, la partie radialement interne 28 de l’organe mobile 16 peut présenter la forme d’une gouttière de section en V, la section présentant par exemple deux flancs 33 sensiblement plans, reliés par une zone arrondie 34. Les deux flancs 33 peuvent être parallèles entre eux ou présenter entre eux un angle compris entre 0 et 30°. Le rayon de la zone arrondie 34 est compris entre le rayon de la bougie et le rayon de la bougie plus 20mm par exemple. [048] Dans tous les cas, la dimension radiale de la partie de l’organe 16 pénétrant dans la chambre de combustion 2 est par exemple comprise entre et 20% de la dimension radiale de la chambre 2 à cet endroit, entre la paroi externe et la paroi interne.[047] In this embodiment, the radially internal part 28 of the movable member 16 has for example a plate shape, extending along a radial plane, as illustrated in FIG. 8. As a variant, as illustrated in FIG. 9, the radially internal part 28 of the movable member 16 may have the shape of a gutter with a V-shaped section, the section having for example two substantially flat sides 33, connected by a rounded area 34. The two sides 33 can be parallel to each other or have an angle between 0 and 30 ° between them. The radius of the rounded area 34 is between the radius of the spark plug and the radius of the spark plug plus 20 mm for example. [048] In all cases, the radial dimension of the part of the member 16 penetrating into the combustion chamber 2 is for example between and 20% of the radial dimension of the chamber 2 at this location, between the external wall and the inner wall.
[049] Les zones représentées par des flèches courbes aux figures 5, 8 et 9 sont des zones de plus faible pression au sein de la chambre.[049] The areas represented by curved arrows in Figures 5, 8 and 9 are areas of lower pressure within the chamber.
[050] La figure 10 illustre une autre forme de réalisation de l’invention, qui diffère de celles exposées précédemment en ce que l’organe mobile 16 est situé en aval de la bougie 9. Une telle forme de réalisation peut notamment être utilisée si les lignes de champ aérodynamique au sein de la chambre de combustion 2 comportent des portions dirigées de l’aval vers l’amont, en 10 direction de la bougie 9, comme illustré par des flèches à la figure 10.[050] Figure 10 illustrates another embodiment of the invention, which differs from those set out above in that the movable member 16 is located downstream of the spark plug 9. Such an embodiment can in particular be used if the aerodynamic field lines within the combustion chamber 2 comprise portions directed from downstream to upstream, in the direction of the spark plug 9, as illustrated by arrows in FIG. 10.
[051] Dans tous les cas, l’organe mobile 16 est situé à proximité de la bougie 9, par exemple axialement à une distance comprise entre 0 et 20mm de ladite bougie 9.[051] In all cases, the movable member 16 is located near the spark plug 9, for example axially at a distance between 0 and 20mm from said spark plug 9.
Claims (10)
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|---|---|---|---|
| FR1762354A FR3075319B1 (en) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | COMBUSTION CHAMBER MODULE FOR TURBOMACHINE |
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR1762354A FR3075319B1 (en) | 2017-12-18 | 2017-12-18 | COMBUSTION CHAMBER MODULE FOR TURBOMACHINE |
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| FR3075319B1 FR3075319B1 (en) | 2020-09-25 |
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Family Applications (1)
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2017
- 2017-12-18 FR FR1762354A patent/FR3075319B1/en active Active
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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