FR3114141A1 - Chambre de combustion de turbomachine - Google Patents

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Abstract

Le présent document concerne une chambre annulaire de combustion (10) de turbomachine d’axe longitudinal A comprenant :- une paroi annulaire interne et une paroi annulaire externe (16) ;- un fond de chambre annulaire (60) comportant une pluralité de premières ouvertures (65) de passage de tête d’injecteurs ;- une pluralité d’écrans de protection thermique (58) agencés en aval du fond de chambre (60) et agencés circonférentiellement bout à bout, chaque écran de protection thermique (58) comportant une seconde ouverture alignée avec une première ouverture (65) du fond de chambre annulaire (60), caractérisé en ce que :- chaque écran de protection thermique (58) comprend une première plaque et une seconde plaque structurellement distinctes et fixées indépendamment l’une de l’autre audit fond de chambre (60). Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3

Description

Chambre de combustion de turbomachine
Domaine technique de l’invention
Le présent document concerne une chambre de combustion de turbomachine et plus particulièrement une telle chambre équipée d’une pluralité d’écrans de protection thermique.
Etat de la technique antérieure
Classiquement, une turbomachine d’axe longitudinal A comprend une chambre annulaire de combustion qui reçoit en amont un flux d’air d’un compresseur haute pression et délivre en aval un flux de gaz chauds entrainant les rotors des turbines haute pression et basse pression. Dans le présent document, les termes « radialement interne » et « radialement externe » définissent une orientation relative à l’axe longitudinal A. Le terme « amont » (AM) et le terme « aval » (AV) s’entendent relativement à l’écoulement des flux d’air dans la turbomachine.
Comme représenté à la figure 1, la chambre annulaire de combustion 10 est entourée d’un carter externe 12 et comprend deux parois annulaires coaxiales interne 14 et externe 16 qui s’étendent l’une à l’intérieur de l’autre et qui sont reliées à leurs extrémités amont par un fond de chambre 17 annulaire. La chambre annulaire de combustion 10 comprend également un carénage annulaire 24 amont fixé sur le fond de chambre 17 annulaire et destiné à orienter le flux d’air en entrée ou en contournement de la chambre de combustion 10.
Ce fond de chambre annulaire comprend une paroi annulaire radiale comportant des premières ouvertures 20 de montage de systèmes d’injection 22 de carburant. Le système d’injection et sa liaison au fond de chambre annulaire sera mieux décrit en référence à la Figure 2. Chaque système d’injection 22 comprend un injecteur 26, des moyens de mélange d’air avec le carburant 28 et une bague d’accrochage 30.
L’injecteur 26 est placé dans un yoyo. Une bague de serrage vient maintenir ladite bague d’accrochage 30 dont l’extrémité radialement externe 32 est apte à coulisser radialement dans un logement annulaire 34 formé à l’extrémité amont d’une pièce à effet venturi 36. Les moyens de mélange d’air avec le carburant 28 comprennent ladite pièce à effet venturi 36 et un bol mélangeur 38. Ladite pièce à effet Venturi 36 et le bol mélangeur 38 peuvent ne former qu’une seule pièce ou être en deux pièces. La pièce à effet Venturi 36 comprend une première vrille annulaire amont 40 et une seconde vrille annulaire aval 42. La première vrille annulaire amont 40 permet d’introduire de l’air à l’intérieur du venturi 36 proprement dit alors que la seconde vrille annulaire aval 42 permet d’introduire de l’air autour du venturi 36. L’extrémité aval 44 de la pièce à effet venturi 36 est relié à l’extrémité amont 46 du bol mélangeur 38. Le bol mélangeur 38 comporte une paroi annulaire tronconique 48 à section augmentant vers l’aval et reliée à son extrémité aval à une collerette 50 s’étendant radialement vers l’extérieur. L’extrémité aval de la paroi tronconique est reliée à son extrémité aval à une paroi sensiblement cylindrique 52 dont l’extrémité amont est reliée à un rebord radial 54 fixé avec un rebord annulaire radial 56 d’un écran de protection thermique 58, aussi appelé déflecteur, agencé en aval du fond de chambre annulaire 60.
La chambre de combustion, de par sa fonction, est soumise à des températures et gradients thermiques très forts (entre 1200 et 2000°C). Pour protéger les parois, une fraction du débit d’air venant du compresseur haute pression est utilisée pour refroidir l’injecteur 26. Le fond de chambre annulaire 60 a pour rôle de maintenir le système d’injection 22.
Le fond de chambre annulaire 60 comprend, dans le but d’être refroidi, une pluralité de trous 62 sur la paroi annulaire radiale du fond de chambre 64.
Une pluralité d’écrans de protection thermique 58 sont agencés en aval du fond de chambre 60 et circonférentiellement bout à bout. Chaque écran de protection thermique 58 est solidaire annulairement de la périphérie externe du bol mélangeur 38. Chaque écran de protection thermique 58 comprend une seconde ouverture alignée avec l’axe d’un injecteur 26 et une ouverture du fond de chambre. Chaque écran de protection thermique 58 est brasé sur la périphérie 66 de chaque ouverture de la paroi annulaire radiale du fond de chambre annulaire.
Le refroidissement du fond de chambre s’effectue donc en plusieurs étapes. Le fond de chambre 60 est refroidi par pompage thermique : le passage de l’air 68 au travers de chaque trou 62 va pomper localement de l’énergie pour refroidir le fond de chambre 60. L’air qui traverse les trous 62 du fond de chambre 60 est orienté pour refroidir l’écran de protection thermique 58 par impact d’air. L’impact d’air permet d’augmenter l’efficacité de refroidissement de l’écran de protection thermique 58 en réduisant sa température. L’écoulement de l’air a pour effet de refroidir la face amont 70 de l’écran de protection thermique 58 par convection forcée. Un film de refroidissement est alors généré le long de cette face amont 70. Après avoir impacté l’écran de protection thermique 58, l’air de refroidissement est évacué vers l’aval.
Cependant, deux zones de criques peuvent se former : sur le fond de chambre au niveau des brasures 66 et sur l’écran de protection thermique 58 autour du système d’injection 22. Des fissures apparaissent également au niveau du fond de chambre annulaire 60. Ces endommagements sont problématiques car ils peuvent provoquer un risque de perte matière à l’intérieur de la chambre de combustion, lesquels débris peuvent impacter les aubes fixes et mobiles de la turbine en sortie de la chambre de combustion. Ces phénomènes résultent d’une concentration de contraintes au niveau des brasures (zone d’initiation des criques) et d’un manque de ventilation dans la zone d’attache entre chaque écran de protection thermique 58 et le fond de chambre annulaire 60.
Le présent document vise à remédier à ces inconvénients, de manière simple, fiable et peu onéreuse.
Présentation de l’invention
Le présent document concerne une chambre annulaire de combustion de turbomachine d’axe longitudinal comprenant : une paroi annulaire interne et une paroi annulaire externe ; un fond de chambre annulaire comportant une pluralité de premières ouvertures de passage de tête d’injecteurs ; une pluralité d’écrans de protection thermique agencés en aval du fond de chambre et agencés circonférentiellement bout à bout, chaque écran de protection thermique comportant une seconde ouverture alignée avec une première ouverture du fond de chambre annulaire, caractérisé en ce que chaque écran de protection thermique comprend une première plaque et une seconde plaque structurellement distinctes et fixées indépendamment l’une de l’autre audit fond de chambre.
Une pluralité de trous est réalisée sur le fond de chambre pour le refroidissement dudit écran de protection thermique. Les orifices sont plus particulièrement réalisés sur une paroi annulaire radiale du fond de chambre annulaire.
La réalisation de l’écran de protection thermique en deux plaques distinctes permet de réduire les contraintes thermiques appliquées à chacune des plaques.
La première plaque et la seconde plaque peuvent comprendre chacune un premier bord, une partie de bord de la seconde ouverture, un second bord, le premier bord de la première plaque étant agencé avec un jeu j1 à froid en vis-à-vis du premier bord de la seconde plaque, le second bord de la première plaque étant agencé avec un jeu j2 à froid en vis-à-vis du second bord de la seconde plaque, la partie de bord de la seconde ouverture de la première plaque et la partie de bord de la seconde ouverture de la seconde plaque délimitant ladite seconde ouverture.
Ces jeux j1 et j2 sont déterminés pour être annulés à chaud de sorte que le premier bord et le second bord viennent en contact l’un de l’autre afin de réaliser une jonction étanche protégeant le fond de chambre de la flamme de combustion. Chacune de la première plaque et de la seconde plaque d’un écran de protection thermique se dilatent alors à la fois verticalement et horizontalement. On note que les jeux j1 et j2 peuvent être identiques, ce qui est le cas si la première plaque et la seconde plaque sont identiques.
Le refroidissement de chaque écran de protection thermique par l’air traversant les trous situés sur le fond de chambre annulaire et les champs de température autorisent une dilatation axiale uniforme de la première et de la seconde plaque.
Le premier bord et le second bord de la première plaque et/ou le premier bord et le second bord de la seconde plaque peuvent s’étendre suivant une direction générale comprise dans un premier plan incliné en oblique par rapport à un second plan comprenant l’axe longitudinal et passant par le centre de la seconde ouverture de l’écran de protection thermique.
Le premier plan peut être incliné d’un angle compris entre 30 et 60° par rapport au second plan, de préférence de l’ordre de 45°.
Chacune de la première plaque et de la seconde plaque comprend un bord circonférentiel et un bord radial reliés aux premier et second bords, le bord circonférentiel et le bord radial de la première plaque ou de la seconde plaque se rejoignant en un sommet au voisinage duquel est formé un premier plot en saillie vers l’amont depuis une face amont de ladite plaque considérée, ce premier plot en saillie étant en butée sur la face aval du fond de chambre annulaire.
La forme de l’écran de protection thermique est telle qu’un seul premier plot est suffisant pour fixer la première plaque et la seconde plaque au fond de chambre. Cependant, il est possible de mettre une pluralité de plots pour fixer l’écran de protection thermique au fond de chambre.
Le premier plot de la première plaque et le premier plot de la seconde plaque sont situé au voisinage du sommet de jonction du bord circonférentiel et du bord radial de chaque plaque afin de contraindre chaque plaque à se dilater uniquement vers le centre.
Le placement du premier plot sur chacune de la première plaque et de la seconde plaque permet de minimiser la dilatation thermique vers l’extérieur et assure une dilatation orientée de manière à permettre de combler les jeux j1 et j2 précités.
La brasure présente dans l’art antérieur entre le fond de chambre et l’écran thermique de protection est désormais supprimé, ce qui permet de simplifier la fixation des écrans de protection thermique. Le fond de chambre est libéré de cette contrainte et les propriétés matériaux ne sont plus détériorées par la liaison de brasage. Par ailleurs, la vérification d’une opération de brasage peut s’avérer délicate ce qui simplifie encore la fabrication.
La dilatation thermique de la première et de la seconde plaque est mieux contrôlée.
Le premier plot de la première plaque et le premier plot de la seconde plaque sont solidaires de la plaque sur laquelle ils sont formés. Cela permet d’éviter les erreurs de sens de fixation de l’écran thermique de protection. Par ailleurs, les premiers plots peuvent être formés d’une seule pièce avec la première plaque et la seconde plaque.
Le premier plot en butée longitudinale sur le fond de chambre permet de créer un espace entre le fond de chambre et la plaque sur laquelle il est fixé permettant de maitriser le débit d’air impactant l’écran.
Un second plot formé à l’extrémité amont du premier plot peut être engagé dans un orifice du fond de chambre annulaire et peut être apte à recevoir un organe de serrage. Le second plot peut être formé d’une seule pièce avec le premier plot lequel peut être formé d’une seule pièce avec la plaque à laquelle il est associé.
Un bol mélangeur peut être porté par le fond de chambre et comporte une collerette aval délimitant un passage annulaire d’air avec un bord de la seconde ouverture de l’écran de protection thermique
La configuration ainsi adoptée du bol mélangeur porté par le fond de chambre permet de créer un nouveau passage d’air entre le pourtour d’une seconde ouverture de chaque écran de protection thermique et la périphérie radialement externe de la collerette qui est ici annulaire.
L’air qui circule à cet endroit permet également de réaliser un refroidissement au plus près du bol mélangeur.
Un bol mélangeur peut être monté dans chaque première ouverture et être relié au fond de chambre. Le bol mélangeur peut être monté avec un degré de liberté longitudinal et radial sur le fond de chambre. Plus particulièrement, le bol mélangeur peut être solidaire de moyen de mélange d’air avec le carburant, ces moyens de mélange étant formés à l’amont du bol. Le degré de liberté ainsi formé autorise les dilatations thermiques différentielles entre le bol mélangeur et le fond de chambre.
Le bol mélangeur peut être monté avec un degré de liberté radial dans une gorge annulaire du fond de chambre. Cette gorge annulaire peut être orientée radialement vers l’intérieur et recevoir un rebord annulaire radial du bol mélangeur.
Le pourtour de chaque première ouverture du fond de chambre porte un rebord périphérique annulaire s’étendant vers l’amont et dans lequel sont formés des orifices débouchant radialement vers l’intérieur en direction du bol mélangeur. Ainsi, l’air sortant par lesdits orifices alimente en air de refroidissement l’espace annulaire formé entre le pourtour d’une première ouverture et un bol mélangeur.
Ce rebord périphérique annulaire peut comprendre une partie cylindrique s’étendant vers l’amont. Il peut aussi comprendre une partie annulaire radiale laquelle peut comprendre lesdits orifices débouchant dans la première ouverture.
Le présent document concerne aussi une turbomachine, telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, comprenant une chambre de combustion telle que décrite ci-dessus.
Brève description des figures
est une vue en coupe d’une chambre de combustion selon l’art antérieur ;
est une vue en coupe d’un système d’injection d’air et de carburant selon la technique connue ;
est une vue en coupe d’une partie d’une chambre de combustion selon la présente divulgation ;
est une représentation schématique d’un écran de protection thermique selon une réalisation de la présente divulgation ;
est une vue schématique de la fixation d’une plaque d’un écran de protection thermique ;
est une vue schématique depuis l’aval d’un fond de chambre annulaire selon la présente divulgation.
est une représentation schématique de la dilatation d’un écran de protection thermique selon la présente divulgation, la partie A illustrant un écran de protection thermique à l’état froid et la partie B illustrant un écran de protection à l’état chaud.
est une représentation schématique d’un écran de protection thermique selon une autre réalisation de la présente divulgation.
Description détaillée de l’invention
On se réfère à la figure 3 qui représente une partie d’une chambre de combustion 10 selon la présente divulgation. Cette chambre de combustion 10 comprend une paroi annulaire externe 16 et une paroi annulaire interne (non représentée) reliées l’une à l’autre à leurs extrémités amonts par un fond de chambre annulaire 60. Plus particulièrement, le fond de chambre 60 comprend une paroi annulaire radiale 64 comportant des premières ouvertures 65 d’axe D de passage de têtes d’injecteur et qui est reliée à son extrémité radialement externe à un rebord annulaire externe 72 s’étendant vers l’amont et qui est fixé à la paroi annulaire externe 16. De manière similaire, la paroi annulaire radiale du fond de chambre est reliée à son extrémité radialement interne à un rebord annulaire interne (non représenté) fixée à la paroi annulaire interne de la chambre.
Une pluralité d’écran de protection thermique 58 sont fixés sur la paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre annulaire 60. Ces écrans de protection thermique 58 sont agencés circonférentiellement bout à bout comme illustré sur la figure 7B. Chaque écran de protection thermique 58 comprend une seconde ouverture 74, également d’axe D, alignée avec une première ouverture 65 de la paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre annulaire 60. Chaque écran de protection thermique 58 comprend une première plaque 76a et une seconde plaque 76b présentant chacune une forme générale sensiblement triangulaire comme illustré sur la figure 4.
La première plaque comprend un bord radial 78a et un bord circonférentiel 80a reliés l’un à l’autre de manière à former un sommet 82a qui peut avoir une forme sensiblement à angle droit. Le bord radial 78a et le bord circonférentiel 80a sont reliés à leurs extrémités opposées par une succession d’un premier bord 84a, d’un bord 86a de la seconde ouverture 74 et d’un second bord 88a. Le bord circonférentiel 80a peut être recourbé vers l’aval comme cela est visible sur la figure 3. On observe que le bord circonférentiel 80a est agencé à distance radial de la paroi annulaire externe 16. Le bord circonférentiel 80b peut être recourbé vers l’aval de manière similaire à ce qui est illustré pour le bord circonférentiel 80a. On observe que le bord circonférentiel 80a est agencé à distance radial de la paroi annulaire externe 16 (figure 4).
La deuxième plaque 76b comprend elle aussi un bord radial 78b et un bord circonférentiel 80b reliés l’un à l’autre de manière à former un sommet 82b qui peut avoir une forme sensiblement à angle droit. Le bord radial 78b et le bord circonférentiel 80b de la seconde plaque 76b sont aussi reliés à leurs extrémités opposées par une succession d’un premier bord 84b, d’un bord de la seconde ouverture 86b et d’un second bord 88b.
Le bord de la seconde ouverture 86a de la première plaque 76a et le bord de la seconde ouverture 86b de la seconde plaque 76b délimite la seconde ouverture 74 alignée avec la première ouverture 65 du fond de chambre annulaire 60.
Le premier bord 84a et le second bord 88a de la première plaque 76a et le premier bord 84b et le second bord 88b de la seconde plaque 76b s’étendent suivant une direction générale comprise dans un premier plan incliné B en oblique par rapport à un second plan C comprenant l’axe longitudinal A et passant par le centre de la seconde ouverture 74 de l’écran de protection thermique 58.
Ce premier plan B est incliné d’un angle compris entre 30 et 60° par rapport au second plan C, de préférence de l’ordre de 45°. Lorsque la forme est un rectangle, l’angle peut être supérieur à 45° et peut être de l’ordre 50°.
Au voisinage dudit sommet 82a de la première plaque 76a et au voisinage dudit sommet 82b de la seconde plaque 76b est formé un premier plot 90a, 90b en saillie vers l’amont depuis une face amont 70 de ladite plaque considérée, comme illustré en figure 5. Le premier plot 90a de la première plaque 76a et le premier plot 90b de la seconde plaque 76b viennent respectivement en butée sur la face aval 92 du fond de chambre annulaire 60. Le premier plot 90a de la première plaque 76a et le premier plot 90b de la seconde plaque 76b sont solidaires de la plaque sur laquelle ils sont formés.
Un second plot 94a, 94b est formé à l’extrémité amont du premier plot 90a de la première plaque 76a et du premier plot 90b de la seconde plaque 76b. Le second plot 94a de la première plaque 76a et le second plot 94b de la seconde plaque 76b sont respectivement formés d’une seule pièce avec le premier plot 90a de la première plaque 76a et le premier plot 90b de la seconde plaque 76b.
Une pluralité de trous 62 est réalisée sur le fond de chambre 60 pour le refroidissement dudit écran de protection thermique 58. Les trous 62 sont plus particulièrement réalisés dans la paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre annulaire 60. Ladite paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre 60 comporte, en plus de la première ouverture 65 de passage d’une tête d’injecteur, deux orifices 96a, 96b de fond de chambre 60 de part et d’autre de ladite première ouverture 65, comme illustré en figure 5. Ces deux orifices 96a, 96b sont alignés de telle sorte que le second plot 94a de la première plaque 76a et le second plot 94b de la seconde plaque 76b soient chacun engagés dans un des deux orifices 96a, 96b du fond de chambre annulaire.
Ledit second plot 94a, 94b de la première plaque 76a et de la seconde plaque 76b comporte respectivement une réduction de section par rapport audit premier plot 90a de la première plaque 76a et audit premier plot 90b de la seconde plaque 76b. Cependant, les sections ici présentées ne sont pas limitatives. Ainsi, il est par exemple possible d’avoir une section de second plot 94a de première plaque 76a et une section de second plot 94b de seconde plaque 76b de même taille que respectivement ledit premier plot 90a de la première plaque 76a et le dit premier plot 90b de la seconde plaque 76b, ou même supérieure. En outre, le second plot 94a, 94b est fileté avec un pas de vis standard pour permettre le serrage d’un écrou.
La première plaque 76a et la seconde plaque 76b sont ainsi fixées à la paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre annulaire 60 et la seconde ouverture 74 de l’écran de protection thermique 58 est ainsi alignée avec la première ouverture 65 de la paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre annulaire 60.
Le premier bord 84a de la première plaque 76a est agencé avec un jeu j1 à froid en vis-à-vis du premier bord 84b de la seconde plaque 76b et le second bord 88a de la première plaque 76a est, quant à lui, agencé avec un jeu j2 à froid en vis-à-vis du second bord 88b de la seconde plaque 76b. Dans le mode de réalisation décrit ici, j1 est égal à j2 mais ils peuvent être différents.
Ces jeux j1 et j2 sont déterminés pour être annulés à chaud de sorte que le premier bord 84a, 84b et le second bord 88a, 88b viennent en contact l’un de l’autre afin de réaliser une jonction étanche protégeant le fond de chambre annulaire 60 de la flamme de combustion, comme cela est illustré en Figure 7 B. Chacune de la première plaque 76a et de la seconde plaque 76b d’un écran de protection thermique 58 se dilatent alors à la fois verticalement et horizontalement comme cela est illustré en Figure 7 A.
Comme illustré en Figure 3, le présent document se distingue également de l’art antérieur en ce qu’un rebord annulaire radial 98 d’un bol mélangeur 38 est relié audit fond de chambre annulaire 60 et pas à l’écran de protection thermique 58. Le bol mélangeur 38 est ainsi porté par ledit fond de chambre annulaire 60. Comme on peut le voir sur la figure 3, le bol mélangeur est relié au fond de chambre avec un degré de liberté en direction radiale et longitudinal de manière à autoriser les dilations thermiques différentielles entre le bol mélangeur et le fond de chambre annulaire, plus particulièrement, la paroi annulaire radiale du fond de chambre.
Le bol mélangeur 38 comporte une paroi tronconique 48 à section augmentant vers l’aval. Cette paroi tronconique 48 comprend à son extrémité amont un rebord cylindrique interne 102 s’étendant vers l’amont et à son extrémité aval une collerette 50, qui est ici radiale, et une paroi cylindrique externe 115 s’étendant vers l’amont et à l’extrémité amont de laquelle est fixé le rebord cylindrique radial 98. Les éléments constitutifs du bol mélangeur 38 peuvent être formées d’un seul tenant ou bien au moyen de pièces distinctes.
Un rebord périphérique annulaire 104 est formé au niveau du pourtour de chacune des premières ouvertures de la paroi annulaire radiale du fond de chambre. Ce rebord périphérique annulaire s’étend vers l’amont depuis la face amont de la paroi annulaire radiale du fond de chambre. Ce rebord périphérique annulaire présente une forme en L comportant une partie cylindrique 109 et une partie annulaire radiale 107, des orifices 105 étant formés dans la partie annulaire radiale 107 et agencés de manière à former une rangée annulaire. Ces orifices débouchent radialement vers l’intérieur en amont de la paroi radiale du fond de chambre et radialement vers l’intérieur en direction du bol mélangeur, plus particulièrement en direction de la paroi cylindrique externe 115 du bol mélangeur 38. On observe que la paroi cylindrique 115 présente un diamètre externe inférieur au diamètre d’une première ouverture de manière à délimiter un passage annulaire d’air.
Une pièce annulaire 106 est montée à l’intérieur du rebord périphérique annulaire 104 qui est solidaire du fond de chambre. Cette pièce annulaire 106 présente une forme de T et délimite avec la partie annulaire radiale du rebord périphérique annulaire 104 une gorge annulaire 108 dans laquelle est engagé, avec un degré de liberté radial, le rebord cylindrique radial 98 du bol mélangeur 38.
Comme on peut le voir sur la figure 3, l’extrémité radialement externe de chaque collerette est agencée à distance du bord 86a, 86b de la seconde ouverture 74 et délimite ensemble un passage1 annulaire d’air 110. Cette configuration ainsi adoptée du bol mélangeur 38 porté par le fond de chambre 60 permet de créer le passage annulaire d’air 110 entre le pourtour d’une seconde ouverture 74 de chaque écran de protection thermique 58 et la périphérie radialement externe de la collerette 50 qui est ici annulaire.
La collerette 50 est agencée en aval dudit écran de protection thermique 58. Plus spécifiquement l’extrémité radialement externe de la collerette peut être agencée radialement au niveau du pourtour d’une seconde ouverture d’un écran de protection thermique ou encore agencée radialement à l’intérieur dudit pourtour. Cet agencement forme une chicane à la circulation d’air niveau dudit second passage annulaire d’air, améliorant le refroidissement des pièces en contact avec l’air.
Le premier plot 94a, 94b en butée longitudinale sur le fond de chambre annulaire 60 permet de créer un espace annulaire entre le fond de chambre annulaire 60 et la plaque 58 sur laquelle il est fixé permettant de maitriser le débit d’air impactant l’écran de protection thermique 58.
La brasure présente dans l’art antérieur entre le fond de chambre 60 et l’écran de protection thermique 58 est désormais supprimé, ce qui permet de simplifier la fixation des écrans de protection thermique 58. Le fond de chambre annulaire 60 est libéré de cette contrainte et les propriétés matériaux ne sont plus détériorées par la liaison de brasage. Par ailleurs, la vérification d’une opération de brasage peut s’avérer délicate ce qui simplifie encore la fabrication. La dilatation thermique de la première et de la seconde plaque est mieux contrôlée.
En fonctionnement, de l’air sortant du compresseur haute pression alimente en air la chambre de combustion. Cet air est illustré par la flèche F1 et se divise en une première portion d’air et une seconde portion d’air. La première portion de cet air traverse la paroi annulaire radiale du fond de chambre au travers des orifices 62 et vient impacter la face amont de l’écran de protection thermique. Cette première portion d’air se divise ensuite en :
- deux flux externe 119a et interne d’air, 119b circulant respectivement entre le bord circonférentiel externe 80a et la paroi annulaire externe 16 et entre le bord circonférentiel interne 80b et la paroi annulaire interne 14, et
- deux flux de contournement du bol mélangeur, un premier flux 112 de contournement circulant entre le bord 86a et l’extrémité radialement externe de la collerette 50 et un second flux de contournement (non représenté) circulant entre le bord 86b et l’extrémité radialement externe de la collerette 50.
La seconde portion d’air s’écoule au travers des orifices 105 du rebord périphérique annulaire et s’écoule le long de la face radialement externe de la paroi cylindrique externe 115 du bol mélangeur 38 de manière à le refroidir et rejoint les flux de contournement du bol mélangeur.
Dans un mode de réalisation particulier illustré en figure 8, l’écran de protection thermique 58 comprend la seconde ouverture 74 alignée avec la première ouverture 65 de la paroi annulaire radiale 64 du fond de chambre annulaire 60. L’écran de protection thermique 58 comprend la première plaque 76a et la seconde plaque 76b présentant chacune une forme générale sensiblement rectangulaire. L’écran de protection thermique présente une forme générale d’un rectangle.
La première plaque comprend le bord radial 78a et des premier 81a et second 83a bords circonférentiels. Chacun des premier 81a et second 83a bords circonférentiels est reliés au bord radial 78a de manière à former respectivement un premier 85a et second 87a sommets qui peuvent chacun avoir une forme sensiblement à angle droit. Les premier 81a et second 83a bords circonférentiels sont reliés à leurs extrémités opposées aux premier 85a et second 87a sommets par la succession du premier bord 84a, du bord de la seconde ouverture 86a et du second bord 88a.
La deuxième plaque 76b comprend le bord radial 78b et des premier 81b et second 83b bords circonférentiels. Chacun des premier 81b et second 83b bords circonférentiels de la deuxième plaque est reliés au bord radial 78b de la deuxième plaque de manière à former respectivement un premier 85b et second 87b sommet qui peuvent chacun avoir une forme sensiblement à angle droit. Les premier 81b et second 83b bords circonférentiels sont reliés à leurs extrémités opposées aux premier 85b et second 87b sommets par la succession du premier bord 84b, du bord de la seconde ouverture 86b et du second bord 88b.
Le bord de la seconde ouverture 86a de la première plaque 76a et le bord de la seconde ouverture 86b de la seconde plaque 76b délimite la seconde ouverture 74 alignée avec la première ouverture 65 du fond de chambre annulaire 60.
Le premier bord 84a et le second bord 88a de la première plaque 76a et le premier bord 84b et le second bord 88b de la seconde plaque 76b s’étendent suivant une direction générale comprise dans le second plan C comprenant l’axe longitudinal A et passant par le centre de la seconde ouverture 74 de l’écran de protection thermique 58.
Au voisinage desdits premier 85a et second 87a sommets de la première plaque 76a est formé respectivement des premier 91a et second 93a plots en saillie vers l’amont depuis une face amont 70 de ladite plaque première plaque 76a. Au voisinage desdits premier 85b et second 87b sommet de la seconde plaque 76b est formé respectivement des premier 91b et second 93b plots en saillie vers l’amont depuis une face amont 70 de ladite plaque seconde plaque 76b. Les premier 91a et second 93a plots de la première plaque 76a et les premier 91b et second 93b plots de la seconde plaque 76b viennent respectivement en butée sur la face aval 92 du fond de chambre annulaire 60. Les premier 91a et second 93a plots de la première plaque 76a et les premier 91b et second 93b plots de la seconde plaque 76b sont solidaires de la plaque sur laquelle ils sont formés.
Un troisième plot 95a, 95b est formé à l’extrémité amont du premier plot 91a de la première plaque 76a et du premier plot 91b de la seconde plaque 76b. Le troisième plot 95a de la première plaque 76a et le troisième plot 95b de la seconde plaque 76b sont respectivement formés d’une seule pièce avec le premier plot 91a de la première plaque 76a et le premier plot 91b de la seconde plaque 76b.
Un quatrième plot 97a, 97b est formé à l’extrémité amont du second plot 93a de la première plaque 76a et du second plot 93b de la seconde plaque 76b. Le quatrième plot 97a de la première plaque 76a et le quatrième plot 97b de la seconde plaque 76b sont respectivement formés d’une seule pièce avec le second plot 93a de la première plaque 76a et le second plot 93b de la seconde plaque 76b.

Claims (11)

  1. Chambre annulaire de combustion (10) de turbomachine d’axe longitudinal A comprenant :
    - une paroi annulaire interne et une paroi annulaire externe (16) ;
    - un fond de chambre annulaire (60) comportant une pluralité de premières ouvertures (65) de passage de tête d’injecteurs ;
    - une pluralité d’écrans de protection thermique (58) agencés en aval du fond de chambre (60) et agencés circonférentiellement bout à bout, chaque écran de protection thermique (58) comportant une seconde ouverture (74) alignée avec une première ouverture (65) du fond de chambre annulaire (60),
    caractérisé en ce que :
    - chaque écran de protection thermique (58) comprend une première plaque (76a) et une seconde plaque (76b) structurellement distinctes et fixées indépendamment l’une de l’autre audit fond de chambre (60).
  2. Chambre annulaire de combustion selon la revendication 1, dans lequel la première plaque (76a) et la seconde plaque (76b) comprennent chacune un premier bord (84a, 84b), une partie de bord de la seconde ouverture (86a, 86b), un second bord (88a, 88b), le premier bord 84a de la première plaque 76a étant agencé avec un jeu j1 à froid en vis-à-vis du premier bord (84b) de la seconde plaque (76b), le second bord (88a) de la première plaque (76a) étant agencé avec un jeu j2 à froid en vis-à-vis du second bord 88b de la seconde plaque (76b), la partie de bord de la seconde ouverture (86a) de la première plaque (76a) et la partie de bord de la seconde ouverture (86b) de la seconde plaque (76b) délimitant ladite seconde ouverture (74).
  3. Chambre annulaire de combustion (10) selon la revendication 2, dans lequel le premier bord (84a) et le second bord (88a) de la première plaque (76a) et/ou le premier bord (84b) et le second bord (88b) de la seconde plaque (76b) s’étendent suivant une direction générale comprise dans un premier plan incliné B en oblique par rapport à un second plan C comprenant l’axe longitudinal A et passant par le centre de la seconde ouverture (74) de l’écran de protection thermique (58).
  4. Chambre annulaire de combustion 10 selon la revendication 3, dans lequel le premier plan B est incliné d’un angle compris entre 30 et 60° par rapport au second plan C, de préférence de l’ordre de 45°.
  5. Chambre annulaire de combustion (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chacune de la première plaque (75a) et de la seconde plaque (76b) comprend un bord circonférentiel (80a, 80b) et un bord radial (78a, 78b) reliés aux premier (84a, 84b) et second (88a, 88b) bords, le bord circonférentiel (80a, 80b) et le bord radial (78a, 78b) de la première plaque (76a) ou de la seconde plaque (76b) se rejoignant en un sommet (82a, 82b) au voisinage duquel est formé un premier plot (90a, 90b) en saillie vers l’amont depuis une face amont (70) de ladite plaque considérée, ce premier plot (90a, 90b) en saillie étant en butée sur la face aval du fond de chambre annulaire (60).
  6. Chambre annulaire de combustion (10) selon la revendication 5, dans lequel un second plot (94a, 94b) formé à l’extrémité amont du premier plot (90a, 90b) est engagé dans un orifice (96a, 96b) du fond de chambre annulaire (60) et est apte à recevoir un organe de serrage.
  7. Chambre selon l’une des revendications précédentes, dans lequel elle comprend une collerette (50) aval délimitant un passage annulaire d’air (110) avec un bord de la seconde ouverture (74) de l’écran de protection thermique (58).
  8. Chambre annulaire de combustion (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel un bol mélangeur (38) est monté dans chaque première ouverture et est relié au fond de chambre (60).
  9. Chambre annulaire de combustion (10) selon la revendication 8, dans lequel le bol mélangeur est monté avec un degré de liberté radial sur le fond de chambre (60).
  10. Chambre selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le pourtour de chaque première ouverture (65) du fond de chambre (60) porte un rebord périphérique annulaire (104) s’étendant vers l’amont et dans lequel sont formés des orifices (105) débouchant radialement vers l’intérieur en direction du bol mélangeur.
  11. Turbomachine, telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, comprenant une chambre annulaire de combustion (10) selon l’une des revendications précédentes.
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