WO2012153040A1 - Dispositif pour le montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur a turbine a gaz - Google Patents

Dispositif pour le montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur a turbine a gaz Download PDF

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WO2012153040A1
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Jacques Marcel Arthur Bunel
Mario César De Sousa
Gilles Ulryck
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Snecma
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Definitions

  • the present invention relates to the general field of ignition systems of a gas turbine engine combustion chamber. It is more specifically a device for mounting a spark plug on a combustion chamber wall.
  • the combustion chamber is generally made up of outer and inner longitudinal multiperforated walls and joined upstream by a transverse wall forming a chamber bottom. These longitudinal walls are fixed downstream on annular housings and define therewith an annular space receiving air from the compressor.
  • the chamber bottom is traversed by a plurality of fuel injectors. Part of the air from the compressor is introduced into the combustion chamber at the injectors, mixed with the fuel and then burned in the chamber.
  • Ignition of the combustion chamber is provided by means of one or two candles disposed downstream of the injectors. These spark plugs are typically attached to the outer casing and have their free end which passes through the outer wall of the combustion chamber. At this free end, each candle is more precisely mounted on the outer wall of the chamber by means of a mounting device allowing relative movements that can exist between the casing and the wall of the combustion chamber on which the candle is mounted.
  • this type of mounting device consists of a chimney welded to the outer wall of the combustion chamber, and a candle guide receiving the free end of the candle and mounted floating inside the chimney so as to allow relative movements between the housing and the wall of the chamber.
  • a candle guide receiving the free end of the candle and mounted floating inside the chimney so as to allow relative movements between the housing and the wall of the chamber.
  • the present invention therefore has the main purpose of meeting such a need by proposing a device for mounting a spark plug in a combustion chamber of a gas turbine engine, comprising a chimney having a cylinder shape of axis XX and whose first axial end is intended to be fixed on a wall of a combustion chamber, said chimney comprising a flange extending radially inwards and centered on the axis XX, a washer fixed on a second axial end of the chimney opposite the first end so as to project inwardly of said chimney, and a sleeve forming a spark plug guide and comprising an inner flange and an outer flange axially spaced from each other by a portion substantially cylindrical and each extending radially outward, said sleeve being mounted floating inside the chimney with its flanges positi axially between the flange of the chimney and the washer, the inner flange being intended in operation to bear against the flange of the chimney and the outer flange having an outer
  • the inner flange of the candle guide bears against the flange of the chimney, thereby sealing the device.
  • the guide candle can not leave the chimney given the presence of the washer.
  • the guide candle can move radially inside the space defined between the collar of the chimney and the washer, which allows to allow relative movements that may exist between the outer casing and the outer wall of the combustion chamber on which the device is mounted.
  • Such a device is remarkable in particular that the shape and assembly of its components allows for an assembly having a small footprint in height, while allowing the introduction of cylindrical protectors around the chimney to avoid to damage it during laser multiperforation operations of the walls of the chamber.
  • the cylindrical portion of the sleeve comprises a plurality of impact holes opening into the space defined between the flange of the chimney and the washer and opening towards the inside of said sleeve.
  • Such holes provide cooling by impact of the free end of the candle.
  • the washer advantageously comprises radial openings to allow air to enter the space defined between the flange of the chimney and the washer.
  • These radial openings of the washer may be in the form of cuts made at the inner periphery of the washer and regularly distributed over the entire circumference thereof. The cuts are for example five in number.
  • the distance radially separating the inside of the washer from the bushing is greater than the distance radially separating the inside of the chimney from the end of the flanges of the bushing. Any contact between the washer and the spark plug guide can thus be avoided so as to prevent any premature wear of the spark plug guide.
  • the outer diameter of the inner collar of the sleeve is greater than the inner diameter of the flange of the chimney.
  • the invention also relates to a gas turbine engine combustion chamber comprising at least one spark plug mounted on one of its walls by means of a device as defined above.
  • the invention further relates to a gas turbine engine comprising such a combustion chamber.
  • FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a combustion chamber equipped with a device according to the invention
  • FIG. 2 is an enlarged view of the device of FIG. 1; and FIG. 3 is a perspective and exploded view of the device of FIGS. 1 and 2.
  • the invention applies to any type of gas turbine engine combustion chamber, and in particular to a turbomachine annular combustion chamber such as that shown in FIG.
  • the combustion chamber 10 is mounted inside an annular space 12 formed between an outer annular casing 14 and an inner annular casing 16 centered on the longitudinal axis 18 of the turbomachine.
  • the annular space 12 in which the combustion chamber is mounted receives compressed air from a compressor of the turbomachine through an annular diffusion duct 20. This compressed air is in particular intended to ensure the combustion of the fuel. inside the room 10.
  • Injection systems 22 distributed around the longitudinal axis 18 open into this annular space 12. These injection systems are each provided with a fuel injection nozzle 24 fixed to the outer casing 14.
  • the combustion chamber 10 is formed of an outer annular wall 26 and an inner annular wall 28 centered on the longitudinal axis 18 of the turbomachine and each provided with multiperforation holes 29. At their downstream end, these walls are fixed on the casings 14, 16 delimiting the annular space 12. At their upstream end, these walls are interconnected by a transverse wall 30 forming bedroom background. The latter comprises a plurality of openings 32 for the passage of the fuel injection nozzles 24.
  • At least one ignition system 34 of the combustion chamber is also provided.
  • Each of these systems comprises in particular a spark plug 36 fixed to the outer casing 14 downstream of the injection systems 22. The free end of these spark plugs passes through the outer wall 26 of the combustion chamber to lead to inside of it.
  • Each spark plug 36 is more precisely mounted on the outer wall 26 of the combustion chamber by means of a mounting device 100 according to the invention.
  • the mounting device 100 is particularly shown in more detail in Figures 2 and 3. It comprises a chimney 200, a washer (or cup) 300 and a sleeve 400 forming a spark plug. All his pieces are of revolution.
  • the chimney 200 has a hollow cylinder shape with an axis of revolution XX and having two axial ends 202, 204.
  • a first axial end 202 is intended to be fixed (for example by welding) on the outer wall 26 of the combustion chamber. at a circular opening 38 formed therein.
  • the second end 204 is free. Between its two ends is formed a flange 206 extending radially inwardly of the chimney and centered on the axis X-X.
  • the washer 300 has a flat crown shape which is fixed (for example by welding) on the second axial end 204 of the chimney 200 so as to also project radially inwardly of said chimney.
  • the washer comprises radial openings 302 made at its inner periphery. These openings allow the air outside the combustion chamber to cool the free end of the spark plug as described later. As shown in Figure 3, there are for example five in number and can be cutouts regularly performed on the entire inner circumference of the washer.
  • the sleeve 400 forming a spark plug comprises an internal flange 402 positioned at a first axial end and a outer flange 404 spaced axially from the inner flange by a substantially cylindrical portion 406.
  • This cylinder portion has over its entire circumference a plurality of impact holes 408 opening towards the inside of the candle guide.
  • the collars they are substantially flat and each extend radially outwardly.
  • the candle guide At its second radial end, the candle guide comprises a portion 410 flaring outwardly.
  • the assembly of these different parts is as follows.
  • the chimney 200 is first fixed on the outer wall 26 of the combustion chamber at its first axial end 202.
  • the spark plug 400 is then mounted floating inside the chimney with its inner flange 402 bearing against the flange 206 of the chimney.
  • the washer 300 is then fixed on the second axial end 204 of the chimney so as to trap the two flanges 402, 404 of the spark plug guide in an annular space 208 defined inside the chimney and delimited axially by the flange 206 of the fireplace and washer 300.
  • the total space of the mounting device of the spark plug on the outer wall of the combustion chamber can be greatly reduced.
  • the total height H of the device may be of the order of 10 mm, compared with a size of 15 mm for a device of the prior art.
  • the device according to the invention is thus perfectly integrable in an environment where the distance between the outer wall of the combustion chamber and the outer casing surrounding it is reduced.
  • the outer shape of this device being generally cylindrical, it is easy to position around it a protector 500 (see Figure 2) of cylindrical shape to laser by the multiperforation of the outer wall 26 of the chamber of combustion without damaging the chimney of the device.
  • a protector 500 see Figure 2 of cylindrical shape to laser by the multiperforation of the outer wall 26 of the chamber of combustion without damaging the chimney of the device.
  • the minimum height of such a protector is of the order of 5mm.
  • the operation of the device once assembled is as follows.
  • the free end of the spark plug 36 is brought inside the candle guide 400, the flared shape of its portion 410 to facilitate this assembly.
  • the differential pressure existing between the inside and the outside of the chamber allows to "flatten" the spark plug guide, and more precisely its inner flange 402 against the flange 206 of the chimney, thus ensuring a perfect airtightness.
  • the free end of the spark plug is impact-cooled in the following manner.
  • the compressed air flowing between the outer casing and the outer wall of the combustion chamber enters the space 208 inside the chimney through the openings 302 made in the washer.
  • the impact holes 408 made in the cylindrical portion of the spark plug guide open into this space and open inside the plug guide, so as to provide cooling by impact of the free end of the spark plug.
  • openings 302 formed in the washer are dimensioned and positioned so that their total passage section is always greater than the total passage section of the impact holes 408 of the guide plug, and whatever the position of the candle guide in relation to the washer.
  • the outer flange 404 of the spark plug guide 400 has an outer diameter d1 which is greater than the inner diameter d2 of the washer 300 so as to prevent in operation that the guide plug leaves the chimney.
  • the outer diameter d3 of the inner flange 402 of the spark plug must be greater than the inside diameter d4 of the flange 206 of the chimney.
  • the distance d5 radially separating the inside of the washer 300 from the portion facing the candle guide 400 is greater than the distance d6 radially separating the inside of the chimney 200 from the end of the flanges 402, 404 of the the socket (and in particular the largest of these collars).
  • Any contact between the washer and the spark plug guide can: thus be avoided in operation so as to prevent any premature wear of the spark plug guide.
  • it may be provided means for providing anti-rotation of the spark plug guide 400 relative to the chimney 200 so as to prevent the spark plug guide wear friction by the spark plug.
  • the spark plug guide may for example have an internal lug abutting against a lug complementary to the chimney.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif (100) pour le montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur à turbine à gaz, comprenant une cheminée comprenant une collerette (206) s'étendant radialement vers l'intérieur, une rondelle fixée sur une extrémité axiale (204) de la cheminée de façon à faire saillie vers l'intérieur de ladite cheminée, et une douille formant guide bougie et comprenant une collerette interne (402) et une collerette externe (404) espacées axialement l'une de l'autre par une portion cylindrique et s'étendant chacune radialement vers l'extérieur, ladite douille étant montée flottante à l'intérieur de la cheminée avec ses collerettes positionnées axialement entre la collerette de la cheminée et la rondelle, la collerette interne étant destinée en fonctionnement à venir en appui contre la collerette de la cheminée et la collerette externe présentant un diamètre extérieur (d1) supérieur au diamètre intérieur (d2) de la rondelle.

Description

Dispositif pour le montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur à turbine à gaz
Arrière-plan de l'invention
La présente invention se rapporte au domaine général des systèmes d'allumage d'une chambre de combustion de moteur à turbine à gaz. Elle vise plus précisément un dispositif pour le montage d'une bougie d'allumage sur une paroi de chambre de combustion.
Dans un moteur à turbine à gaz, la chambre de combustion est généralement constituée de parois longitudinales externe et interne multiperforées et réunies en amont par une paroi transversale formant fond de chambre. Ces parois longitudinales sont fixées en aval sur des carters annulaires et délimitent avec celles-ci un espace annulaire recevant de l'air en provenance du compresseur. Le fond de chambre est traversé par une pluralité d'injecteurs de carburant. Une partie de l'air provenant du compresseur est introduit dans la chambre de combustion au niveau des injecteurs, mélangé au carburant puis brûlé dans la chambre.
L'allumage de la chambre de combustion est quant à lui assuré au moyen d'une ou deux bougies disposées en aval des injecteurs. Ces bougies d'allumage sont typiquement fixées sur le carter externe et ont leur extrémité libre qui traverse la paroi externe de la chambre de combustion. Au niveau de cette extrémité libre, chaque bougie est plus précisément montée sur la paroi externe de la chambre au moyen d'un dispositif de montage permettant d'autoriser les déplacements relatifs pouvant exister entre le carter et la paroi de la chambre de combustion sur laquelle la bougie est montée.
Généralement, ce type de dispositif de montage consiste en une cheminée soudée sur la paroi externe de la chambre de combustion, et un guide bougie recevant l'extrémité libre de la bougie et monté flottant à l'intérieur de la cheminée de façon à permettre des déplacements relatifs entre le carter et la paroi de la chambre. On pourra se référer par exemple au document FR 2,927,367 qui décrit un mode de réalisation d'un tel dispositif.
Par ailleurs, au cours de l'opération de multiperforation des parois de la chambre de combustion par laser, il est nécessaire de mettre en place des protecteurs autour des dispositifs de montage afin d'éviter que le faisceau laser ne vienne endommager l'ensemble cheminée / guide bougie. Ces protecteurs ont une certaine épaisseur qui influe sur la hauteur totale du dispositif de montage.
Or, dans certains moteurs, l'encombrement pour loger un dispositif de montage de bougie est limité entre le carter extérieur et la paroi externe de la chambre de combustion. Il existe donc un besoin de dispositifs de montage présentant un faible encombrement radial, c'est-à- dire une hauteur de l'ensemble cheminée / guide bougie sensiblement réduite, tout en autorisant la mise en place de protecteurs.
Obiet et résumé de l'invention
La présente invention a donc pour but principal de répondre à un tel besoin en proposant un dispositif pour le montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur à turbine à gaz, comprenant une cheminée ayant une forme de cylindre d'axe X-X et dont une première extrémité axiale est destinée à être fixée sur une paroi d'une chambre de combustion, ladite cheminée comprenant une collerette s'étendant radialement vers l'intérieur et centrée sur l'axe X-X, une rondelle fixée sur une seconde extrémité axiale de la cheminée opposée à la première extrémité de façon à faire saillie vers l'intérieur de ladite cheminée, et une douille formant guide bougie et comprenant une collerette interne et une collerette externe espacées axialement l'une de l'autre par une portion sensiblement cylindrique et s'étendant chacune radialement vers l'extérieur, ladite douille étant montée flottante à l'intérieur de la cheminée avec ses collerettes positionnées axialement entre la collerette de la cheminée et la rondelle, la collerette interne étant destinée en fonctionnement à venir en appui contre la collerette de la cheminée et la collerette externe présentant un diamètre extérieur supérieur au diamètre intérieur de la rondelle.
En fonctionnement, sous l'effet du différentiel de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre de combustion, la collerette interne du guide bougie vient en appui contre la collerette de la cheminée, assurant ainsi l'étanchéité du dispositif. Par ailleurs, toujours en fonctionnement, le guide bougie ne peut sortir de la cheminée compte tenu de la présence de la rondelle. Enfin, le guide bougie peut se déplacer radialement à l'intérieur de l'espace défini entre la collerette de la cheminée et la rondelle, ce qui permet d'autoriser les déplacements relatifs pouvant exister entre le carter extérieur et la paroi externe de la chambre de combustion sur laquelle est monté le dispositif.
Un tel dispositif est remarquable notamment en ce que la forme et l'assemblage de ses composants permet de réaliser un ensemble ayant un faible encombrement en hauteur, tout en permettant la mise en place de protecteurs de forme cylindrique autour de la cheminée afin d'éviter d'endommager celle-ci lors d'opérations de multiperforation par laser des parois de la chambre.
De préférence, la portion cylindrique de la douille comporte une pluralité de trous d'impact débouchant dans l'espace défini entre la collerette de la cheminée et la rondelle et s'ouvrant vers l'intérieur de ladite douille. De tels trous permettent d'assurer un refroidissement par impact de l'extrémité libre de la bougie.
Dans ce cas, la rondelle comprend avantageusement des ouvertures radiales pour permettre à de l'air de pénétrer dans l'espace défini entre la collerette de la cheminée et la rondelle. Ces ouvertures radiales de la rondelle peuvent se présenter sous la forme de découpes pratiquées à la périphérie intérieure de la rondelle et régulièrement réparties sur toute la circonférence de celle-ci. Les découpes sont par exemple au nombre de cinq.
De préférence également, la distance séparant radialement l'intérieur de la rondelle de la douille est supérieure à la distance séparant radialement l'intérieur de la cheminée de l'extrémité des collerettes de la douille. Tout contact: entre la rondelle et le guide bougie peut ainsi être évité de façon à prévenir toute usure prématurée du guide bougie.
De préférence encore, le diamètre extérieur de la collerette interne de la douille est supérieur au diamètre intérieur de la collerette de la cheminée.
L'invention concerne également une chambre de combustion de moteur à turbine à gaz comprenant au moins une bougie d'allumage montée sur l'une de ses parois au moyen d'un dispositif tel que défini précédemment. L'invention concerne encore un moteur à turbine à gaz comprenant une telle chambre de combustion. Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe longitudinale d'une chambre de combustion équipée d'un dispositif conforme à l'invention ;
- la figure 2 est une vue agrandie du dispositif de la figure 1 ; et - la figure 3 est une vue en perspective et en éclaté du dispositif des figures 1 et 2.
Description détaillée d'un mode de réalisation
L'invention s'applique à tout type de chambre de combustion de moteur à turbine à gaz, et notamment à une chambre de combustion de type annulaire de turbomachine telle que celle représentée sur la figure 1.
La chambre de combustion 10 est montée à l'intérieur d'un espace annulaire 12 formé entre un carter annulaire externe 14 et un carter annulaire interne 16 centrés sur l'axe longitudinal 18 de la turbomachine.
L'espace annulaire 12 dans lequel est montée la chambre de combustion reçoit de l'air comprimé provenant d'un compresseur de la turbomachine au travers d'un conduit annulaire de diffusion 20. Cet air comprimé est notamment destiné à assurer la combustion du carburant à l'intérieur de la chambre 10.
Des systèmes d'injection 22 répartis autour de l'axe longitudinal 18 débouchent dans cet espace annulaire 12. Ces systèmes d'injection sont chacun munis d'une buse d'injection de carburant 24 fixée sur le carter externe 14.
La chambre de combustion 10 est formée d'une paroi annulaire externe 26 et d'une paroi annulaire interne 28 centrées sur l'axe longitudinal 18 de la turbomachine et pourvues chacune de trous 29 de multiperforation. A leur extrémité aval, ces parois sont fixées sur les carters 14, 16 délimitant l'espace annulaire 12. A leur extrémité amont, ces parois sont reliées entre elles par une paroi transversale 30 formant fond de chambre. Ce dernier comprend une pluralité d'ouvertures 32 pour le passage des buses d'injection de carburant 24.
Au moins un système d'allumage 34 de la chambre de combustion est également prévu. Chacun de ces systèmes comprend notamment une bougie d'allumage 36 fixée sur le carter externe 14 en aval des systèmes d'injection 22. L'extrémité libre de ces bougies d'allumage traverse la paroi externe 26 de la chambre de combustion pour déboucher à l'intérieur de celle-ci.
Chaque bougie d'allumage 36 est plus précisément montée sur la paroi externe 26 de la chambre de combustion au moyen d'un dispositif de montage 100 selon l'invention.
Le dispositif de montage 100 est notamment représenté plus en détails sur les figures 2 et 3. Il comprend une cheminée 200, une rondelle (ou coupelle) 300 et une douille 400 formant guide bougie. Toutes ses pièces sont de révolution.
La cheminée 200 possède une forme de cylindre creux d'axe de révolution X-X et possédant deux extrémités axiales 202, 204. Une première extrémité axiale 202 est destinée à être fixée (par exemple par soudure) sur la paroi externe 26 de la chambre de combustion au niveau d'une ouverture circulaire 38 pratiquée dans celle-ci. La seconde extrémité 204 est libre. Entre ses deux extrémités est formée une collerette 206 s'étendant radialement vers l'intérieur de la cheminée et centrée sur l'axe X-X.
La rondelle 300 a une forme de couronne plate qui est fixée (par exemple par soudure) sur la seconde extrémité axiale 204 de la cheminée 200 de façon à faire également saillie radialement vers l'intérieur de ladite cheminée.
De plus, la rondelle comprend des ouvertures radiales 302 pratiquées à sa périphérie intérieure. Ces ouvertures permettent à l'air extérieur à la chambre de combustion de venir refroidir l'extrémité libre de la bougie d'allumage comme décrit ultérieurement. Comme représenté sur la figure 3, elles sont par exemple au nombre de cinq et peuvent être des découpes régulièrement pratiquées sur toute la circonférence intérieure de la rondelle.
La douille 400 formant guide bougie comprend une collerette interne 402 positionnée au niveau d'une première extrémité axiale et une collerette externe 404 espacée axialement de la collerette interne par une portion sensiblement cylindrique 406. Cette portion cylindre comporte sur toute sa circonférence une pluralité de trous d'impact 408 s'ouvrant vers l'intérieur du guide bougie. Quant aux collerettes, elles sont sensiblement planes et s'étendent chacune radialement vers l'extérieur. Au niveau de sa seconde extrémité radiale, le guide bougie comprend une portion 410 s'évasant vers l'extérieur.
Le montage de ces différentes pièces est le suivant. La cheminée 200 est d'abord fixée sur la paroi externe 26 de la chambre de combustion au niveau de sa première extrémité axiale 202. Le guide bougie 400 est ensuite monté flottant à l'intérieur de la cheminée avec sa collerette interne 402 venant en appui contre la collerette 206 de la cheminée. La rondelle 300 est alors fixée sur la seconde extrémité axiale 204 de la cheminée de sorte à emprisonner les deux collerettes 402, 404 du guide bougie dans un espace annulaire 208 défini à l'intérieur de la cheminée et délimité axialement par la collerette 206 de la cheminée et la rondelle 300.
De la sorte, l'encombrement total du dispositif de montage de la bougie d'allumage sur la paroi externe de la chambre de combustion peut être grandement diminué. A titre indicatif, la hauteur totale H du dispositif peut être de l'ordre de 10mm environ, à comparer avec un encombrement de 15mm pour un dispositif de l'art antérieur. Le dispositif selon l'invention est ainsi parfaitement intégrable dans un environnement où la distance entre la paroi externe de la chambre de combustion et le carter externe qui l'entoure est réduite.
De plus, la forme extérieure de ce dispositif étant globalement cylindrique, il est aisé de positionner autour de celui-ci un protecteur 500 (voir figure 2) de forme cylindrique afin de réaliser par laser la multiperforation de la paroi externe 26 de la chambre de combustion sans pour autant endommager la cheminée du dispositif. Typiquement, la hauteur minimale d'un tel protecteur est de l'ordre de 5mm.
Le fonctionnement du dispositif une fois assemblé est le suivant. Lors du montage, l'extrémité libre de la bougie d'allumage 36 est amenée à l'intérieur du guide bougie 400, la forme évasée de sa portion 410 permettant de faciliter ce montage. En fonctionnement, le différentiel de pression existant entre l'intérieur et l'extérieur de la chambre (pression supérieure à l'extérieur de la chambre) permet de « plaquer » le guide bougie, et plus précisément sa collerette interne 402, contre la collerette 206 de la cheminée, assurant ainsi une parfaite étanchéité à l'air.
En outre, les déplacements relatifs pouvant exister en fonctionnement entre le carter extérieur et la paroi externe de la chambre de combustion sont possibles par un déplacement du guide bougie dans l'espace annulaire 208 défini à l'intérieur de la cheminée.
Par ailleurs, en fonctionnement, l'extrémité libre de la bougie d'allumage est refroidie par impact de la manière suivante. L'air comprimé circulant entre le carter externe et la paroi externe de la chambre de combustion pénètre dans l'espace 208 intérieur de la cheminée en passant par les ouvertures 302 pratiquées dans la rondelle. Les trous d'impact 408 réalisés dans la portion cylindrique du guide bougie débouchent dans cet espace et s'ouvrent à l'intérieur du guide bougie, de façon à assurer un refroidissement par impact de l'extrémité libre de la bougie d'allumage.
Il est à noter que les ouvertures 302 pratiquées dans la rondelle sont dimensionnées et positionnées de sorte que leur section de passage totale soit toujours supérieure à la section de passage totale des trous d'impact 408 du guide bougie, et ce quelle que soit la position du guide bougie par rapport à la rondelle.
En liaison avec la figure 2, on donnera maintenant différentes dimensions relatives des pièces du dispositif. En particulier, la collerette externe 404 du guide bougie 400 présente un diamètre extérieur dl qui est supérieur au diamètre intérieur d2 de la rondelle 300 de façon à empêcher en fonctionnement que le guide bougie ne sorte de la cheminée. De même, le diamètre extérieur d3 de la collerette interne 402 du guide bougie doit être supérieur au diamètre intérieur d4 de la collerette 206 de la cheminée.
De façon avantageuse, la distance d5 séparant radialement l'intérieur de la rondelle 300 de la portion en regard du guide bougie 400 est supérieure à la distance d6 séparant radialement l'intérieur de la cheminée 200 de l'extrémité des collerettes 402, 404 de la douille (et notamment de la plus grande de ces collerettes). Tout contact entre la rondelle et le guide bougie peut: ainsi être évité en fonctionnement de façon à prévenir toute usure prématurée du guide bougie. Par ailleurs, il pourra être prévu des moyens pour assurer une anti-rotation du guide bougie 400 par rapport à la cheminée 200 de sorte à éviter que le guide bougie vienne user par frottement la bougie d'allumage. A cet effet, le guide bougie pourra par exemple présenter un ergot interne venant en butée contre un ergot complémentaire de la cheminée.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (100) pour le montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur à turbine à gaz, comprenant :
une cheminée (200) ayant une forme de cylindre d'axe X-X et dont une première extrémité axiale (202) est destinée à être fixée sur une paroi (26) d'une chambre de combustion (10), ladite cheminée comprenant une collerette (206) s'étendant radialement vers l'intérieur et centrée sur l'axe X-X ;
une rondelle (300) fixée sur une seconde extrémité axiale (204) de la cheminée opposée à la première extrémité de façon à faire saillie vers l'intérieur de ladite cheminée ; et
une douille (400) formant guide bougie et comprenant une collerette interne (402) et une collerette externe (404) espacées axialement l'une de l'autre par une portion (406) sensiblement cylindrique et s'étendant chacune radialement vers l'extérieur, ladite douille étant montée flottante à l'intérieur de la cheminée avec ses collerettes positionnées axialement entre la collerette de la cheminée et la rondelle, la collerette interne étant destinée en fonctionnement à venir en appui contre la collerette de la cheminée et la collerette externe présentant un diamètre extérieur (dl) supérieur au diamètre intérieur (d2) de la rondelle.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la portion cylindrique (406) de la douille (400) comporte une pluralité de trous d'impact (408) débouchant dans l'espace (208) défini entre la collerette (206) de la cheminée et la rondelle (300) et s'ouvrant vers l'intérieur de ladite douille.
3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel la rondelle (300) comprend des ouvertures radiales (302) pour permettre à de l'air de pénétrer dans l'espace (208) défini entre la collerette de la cheminée et la rondelle.
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel les ouvertures radiales de la rondelle se présentent sous la forme de découpes (302) pratiquées à la périphérie intérieure de la rondelle et régulièrement réparties sur toute la circonférence de celle-ci.
5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel les découpes sont au nombre de cinq.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la distance (d5) séparant radialement l'intérieur de la rondelle
(300) de la douille (400) est supérieure à la distance (d6) séparant radialement l'intérieur de la cheminée (200) de l'extrémité des collerettes de la douille (402, 404).
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le diamètre extérieur (d3) de la collerette interne (402) de la douille est supérieur au diamètre intérieur (d4) de la collerette (206) de la cheminée.
8. Chambre de combustion (10) de moteur à turbine à gaz comprenant au moins une bougie d'allumage (36) montée sur l'une de ses parois (26) au moyen d'un dispositif (100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
9. Moteur à turbine à gaz comprenant une chambre de combustion (10) selon la revendication 8.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018418A1 (fr) * 2014-11-07 2016-05-11 United Technologies Corporation Corps d'ouverture de la paroi d'une chambre de combustion avec circuit de refroidissement
FR3030741A1 (fr) * 2014-12-23 2016-06-24 Snecma Ensemble a guide-bougie pour banc d'essai

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2953908A1 (fr) * 2009-12-16 2011-06-17 Snecma Guidage d'une bougie dans une chambre de combustion de turbomachine
US9989254B2 (en) * 2013-06-03 2018-06-05 General Electric Company Combustor leakage control system
US10502422B2 (en) 2013-12-05 2019-12-10 United Technologies Corporation Cooling a quench aperture body of a combustor wall
FR3015642B1 (fr) * 2013-12-23 2018-03-02 Safran Aircraft Engines Bougie de turbomachine et son dispositif de fixation radiale
US10156189B2 (en) * 2014-01-28 2018-12-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor igniter assembly
US20180030899A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 Honda Motor Co., Ltd. Structure for supporting spark plug for gas turbine engine
US10767557B1 (en) 2017-03-10 2020-09-08 Ladan Behnia Gas-assisted air turbine system for generating electricity
US20190234310A1 (en) * 2018-01-29 2019-08-01 Pratt & Whitney Canada Corp. Segmented internal fuel manifold
FR3083264B1 (fr) * 2018-06-29 2021-06-18 Safran Aircraft Engines Dispositif de guidage dans une chambre de combustion
FR3096114B1 (fr) * 2019-05-13 2022-10-28 Safran Aircraft Engines Chambre de combustion comprenant des moyens de refroidissement d’une zone d’enveloppe annulaire en aval d’une cheminée

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB638283A (en) * 1947-02-10 1950-06-07 Rolls Royce Improvements relating to gas sealing joints
US4275559A (en) * 1979-08-31 1981-06-30 General Electric Company Retractable igniter device for gas turbines
EP1975512A2 (fr) * 2007-03-30 2008-10-01 Honeywell International Inc. Chambres de combustion dotées d'allumeurs refroidis par projection et tubes d'allumeur pour un refroidissement amélioré d'allumeurs
FR2926329A1 (fr) * 2008-01-15 2009-07-17 Snecma Sa Agencement d'une bougie du type a semi-conducteur dans une chambre de combustion de moteur a turbine a gaz.
FR2927367A1 (fr) 2008-02-11 2009-08-14 Snecma Sa Dispositif de montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur a turbine a gaz

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB638283A (en) * 1947-02-10 1950-06-07 Rolls Royce Improvements relating to gas sealing joints
US4275559A (en) * 1979-08-31 1981-06-30 General Electric Company Retractable igniter device for gas turbines
EP1975512A2 (fr) * 2007-03-30 2008-10-01 Honeywell International Inc. Chambres de combustion dotées d'allumeurs refroidis par projection et tubes d'allumeur pour un refroidissement amélioré d'allumeurs
FR2926329A1 (fr) * 2008-01-15 2009-07-17 Snecma Sa Agencement d'une bougie du type a semi-conducteur dans une chambre de combustion de moteur a turbine a gaz.
FR2927367A1 (fr) 2008-02-11 2009-08-14 Snecma Sa Dispositif de montage d'une bougie d'allumage dans une chambre de combustion de moteur a turbine a gaz

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3018418A1 (fr) * 2014-11-07 2016-05-11 United Technologies Corporation Corps d'ouverture de la paroi d'une chambre de combustion avec circuit de refroidissement
FR3030741A1 (fr) * 2014-12-23 2016-06-24 Snecma Ensemble a guide-bougie pour banc d'essai

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