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WO2018050999A1 - Chambre de combustion pour turbomachine comprenant des moyens pour améliorer le refroidissement d'une paroi annulaire dans le sillage d'un obstacle - Google Patents

Chambre de combustion pour turbomachine comprenant des moyens pour améliorer le refroidissement d'une paroi annulaire dans le sillage d'un obstacle Download PDF

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WO2018050999A1
WO2018050999A1 PCT/FR2017/052410 FR2017052410W WO2018050999A1 WO 2018050999 A1 WO2018050999 A1 WO 2018050999A1 FR 2017052410 W FR2017052410 W FR 2017052410W WO 2018050999 A1 WO2018050999 A1 WO 2018050999A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
combustion chamber
obstacle
annular
annular wall
deflector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2017/052410
Other languages
English (en)
Inventor
Lorenzo Huacan Hernandez
Claude BERAT
Olivier LAMAISON
Patrick DUCHAINE
Nils LENFANT
Sylvain LABEAUNE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Helicopter Engines SAS
Original Assignee
Safran Helicopter Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Helicopter Engines SAS filed Critical Safran Helicopter Engines SAS
Publication of WO2018050999A1 publication Critical patent/WO2018050999A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/26—Starting; Ignition
    • F02C7/264—Ignition
    • F02C7/266—Electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/50—Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03042—Film cooled combustion chamber walls or domes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to the field of combustion chambers of turbomachines, including turbomachines used for the propulsion of aircraft. It relates more particularly to the cooling by wall air film of an annular wall of the combustion chamber.
  • the internal temperature of the combustion chambers is such that it is generally desirable to create a film of cooling air between the flame and each annular wall defining the chamber to increase the service life of the latter.
  • parietal air film is generally effected by means of an annular tongue arranged in the combustion chamber, facing air inlet orifices formed in the annular wall delimiting the chamber, in order to channel the air coming from these orifices into a film flowing downstream along this annular wall.
  • the parietal air film is interrupted by an obstacle, such as a spark plug guide sleeve or a spark plug.
  • FIG. 1 and 2 show an upstream portion of an annular combustion chamber 10 of known type.
  • the internal volume 11 of this combustion chamber is delimited externally by an annular wall 12 connected to a bottom wall 14 in which injection systems 16 are mounted.
  • the internal volume of the combustion chamber is delimited. internally by another annular wall (not visible in the figures) having the same axis 17 as the annular wall 12 (FIG. 2) and also connected to the bottom wall 14.
  • FIG. 1 shows, in particular, a starter injector 18 mounted in the bottom wall 14, axially facing a spark plug 20 mounted in the annular wall 12.
  • FIG. 2 shows an orifice 19 of the bottom wall 14 intended to receive the starter injector 18 and an orifice 21 of the annular wall 12 intended to receive the spark plug 20.
  • Figure 1 shows the annular tongue 22, which extends projecting downstream from the bottom wall 14, so as to define an annular space 24 closed on the upstream side and open on the downstream side.
  • the annular wall 12 comprises two annular rows of air inlet orifices 26 arranged facing the annular tongue 22 and thus opening into the annular space 24.
  • the two annular rows of orifices 26 are interrupted by the orifice 21 intended to receive the spark plug 20.
  • the annular rows of orifices 26 may be arranged upstream of an upstream end of the orifice 21 for passage of the spark plug so as not to be interrupted by this orifice 21.
  • Such a wake is likely to generate high temperature gradients of up to several hundred degrees Celsius over a distance of a few millimeters.
  • the invention aims in particular to provide a simple, economical and effective solution to this problem.
  • a combustion chamber for a turbomachine comprising an annular wall which delimits an internal volume of the combustion chamber, means for creating a parietal cooling air film along said annular wall, in the internal volume of the combustion chamber, and an obstacle formed by a spark plug guide socket or a spark plug, generating a wake in the wall cooling air film.
  • the means for creating the parietal cooling air film comprise at least one annular row of air inlet orifices formed in the annular wall upstream of a downstream end of the obstacle, and an annular tongue arranged in view of the annular row of air inlet openings in the internal volume of the combustion chamber, so as to define an annular space closed upstream and open downstream and in which opens the annular row of air intake ports,
  • the annular tongue has a notch in which extends a portion of the obstacle.
  • annular wall has additional air inlet orifices arranged in a region of the annular wall located in said wake.
  • the combustion chamber further comprises a deflector arranged facing the additional air inlet openings in the internal volume of the combustion chamber so as to create, from air coming from the additional air intake orifices. , a complementary parietal cooling air film in said wake.
  • an upstream portion of the deflector and a downstream portion of the annular tongue extend at the same distance from the annular wall.
  • air can enter the internal volume of the combustion chamber through the additional air inlet ports so as to be channeled by the deflector into a wall cooling air film.
  • complementary fluid flowing along the region of the annular wall located in the wake of the obstacle can enter the internal volume of the combustion chamber through the additional air inlet ports so as to be channeled by the deflector into a wall cooling air film.
  • the invention thus makes it possible to considerably reduce the temperature gradients induced by the presence of an obstacle interrupting the parietal cooling air film.
  • the deflector and the annular tongue thus extend substantially in an aerodynamic continuity with respect to each other.
  • the obstacle is a spark plug guide sleeve.
  • the obstacle may consist of the spark plug itself.
  • the obstacle carries the deflector.
  • the obstacle and the deflector can thus form the same part, so that a single mounting operation allows both the introduction of the obstacle and the deflector within the combustion chamber.
  • the deflector is preferably formed of a tongue having a first portion projecting from the obstacle and a second portion which is thinner than the first portion and extends the first portion and has a free edge on the opposite side.
  • the second portion of the tongue is advantageously delimited laterally by flanges projecting in the direction of the annular wall.
  • These flanges can improve the guiding of the air from the additional air inlet ports in the wake of the obstacle.
  • the first part of the tongue has two fins which extend laterally projecting respectively on either side of the obstacle.
  • the deflector has a tangential extent less than three times a tangential extent of the obstacle.
  • the additional air inlet orifices are distributed in at least one circumferential row having a tangential extent between one and three times the tangential extent of the obstacle.
  • the invention also relates to a turbomachine for an aircraft, comprising a combustion chamber of the type described above.
  • FIG. 1 and 2 already described, are partial schematic views, respectively in axial section and side, of a turbomachine combustion chamber of a known type;
  • FIG. 3 is a partial schematic view in axial section of a turbomachine combustion chamber according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a partial schematic perspective view of the combustion chamber of Figure 3 seen from the inside;
  • FIG. 5 is a partial schematic view from above of the combustion chamber of FIG. 3;
  • FIG. 6 is a diagrammatic perspective view of a part of the combustion chamber of FIG. 3, forming a spark plug guiding sleeve and a deflector for generating a cooling air film. complementary parietal.
  • the present description uses a system of cylindrical coordinates with respect to the axis 17 of the combustion chamber, making it possible to define an axial direction X, a radial direction R and a tangential direction T.
  • FIGs 3-5 illustrate an upstream portion of a combustion chamber 40 of an aircraft turbomachine, which is similar overall to the combustion chamber 10 of Figure 1.
  • This combustion chamber therefore comprises in particular an annular wall 12 which delimits externally the internal volume 11 of the combustion chamber, means for creating a parietal cooling air film 28 along the annular wall 12, inside the combustion chamber, and an obstacle 42 generating a wake 30 in the parietal cooling air film 28.
  • the means for creating the parietal cooling air film 28 are for example formed of an annular tongue 22 roughly similar to that of FIGS. 1 and 2, and of two annular rows of air inlet orifices 26 formed in the annular wall 12 upstream of a downstream end 43 of the obstacle 42 ( Figure 5).
  • the annular tongue 22 extends projecting downstream from the bottom wall of the combustion chamber so as to define an annular space 24 closed on the upstream side and open on the downstream side, in which open the air inlet ports 26.
  • the obstacle 42 mentioned above is for example a spark plug guide sleeve 42A.
  • This socket 42A is for example mounted in the orifice 21 of the annular wall 12, and retained in this orifice by means of a ring 44 welded around an outer end of the sleeve 42A, as shown in FIG.
  • combustion chamber 40 differs from the combustion chamber 10 of FIGS. 1 and 2 in that:
  • the annular tongue 22 has a notch 46 in which part of the obstacle 42 extends, the annular wall 12 has additional air inlet openings 50 arranged in a region 52 of the annular wall 12 situated in the wake of the obstacle 42 mentioned above, and
  • the combustion chamber comprises a deflector 54 arranged facing the additional air inlet openings 50 so as to create, from air coming from the additional air intake orifices 50, a film of cooling air complementary parietal 56 ( Figures 3-5) in the wake 30.
  • annular rows of orifices 26 are interrupted by the notch 46 (FIG. 5). In other embodiments, some or each of the annular rows of orifices 26 may be devoid of any interruption with respect to the obstacle 42.
  • the deflector 54 is carried by the spark plug guide bushing 42A.
  • the sleeve 42A and the deflector 54 thus form the same part 58, shown isolated in FIG. 6.
  • This part has the particular advantage of being able to be mounted simply on the annular wall 12 as a simple socket of known type, for example by means of of the ring 44 as explained above. This is also true with respect to the disassembly of the part 58.
  • FIG. 3 also shows, by way of example, a spark plug guide tube 45 mounted in the sleeve 42A and intended to receive a spark plug. This tube 45 is not visible in Figures 4-6, and can be omitted, depending on the type of spark plug used.
  • the baffle 54 is formed of a tab having a first portion 54A extending from one side of the spark plug guide bushing 42A, projecting therefrom 42A, transverse to an axis 60 of the socket.
  • the first portion 54A is substantially applied to the annular wall 12 of the combustion chamber.
  • the deflector 54 further includes a second portion 54B, which is thinner than the first portion 54A, and extends the first portion 54A and has a free edge 62 at its end on the opposite side relative to the sleeve 42A.
  • the part 58 is oriented so that the deflector 54 extends generally downstream, the free edge 60 is therefore arranged on a downstream side relative to the sleeve 42A.
  • the second portion 54B of the tongue forming the deflector 54 is delimited laterally by flanges 64 projecting in the direction of the annular wall 12. These flanges 64 are not represented on the Figure 4 to reveal the additional holes 50.
  • the second portion 54B is further defined in the direction of the sleeve 42A by a flange 66 formed by one end of the first portion 54A.
  • the flanges 64 and 66 make it possible to improve the guidance of the air downstream within the wake 30.
  • the first portion 54A has an upstream end 68 that conforms to the shape of the bushing 42A so that lateral extensions 70 of the first portion 54A extend beyond the downstream end 43 of the bushing 42A, in the direction from downstream to upstream.
  • first portion 54A has two fins 72 which project laterally respectively on either side of the sleeve 42A.
  • the deflector 54 thus extends substantially in an aerodynamic continuity of the annular tongue 22.
  • the notch 46 makes it possible in particular to minimize the space between the deflector 54 and the annular tongue 22. .
  • the fins 72 form stops against the annular tongue 22 (FIG. 4) and thus make it possible to block the part 58 in rotation about its axis 60 during assembly operations of the part 58 to the annular wall 12 of the chamber, before the ring 44 is welded to the sleeve 42A.
  • the deflector 54 Due to its function, the deflector 54 has a limited extent in the tangential direction.
  • the deflector 54 preferably has a tangential extent El greater than the tangential extent E2 of the sleeve 42A, and less than three times the tangential extent E2 of the sleeve 42A ( Figure 5).
  • the additional air inlet ports 50 are distributed in circumferential rows 50A, 50B having a tangential extent E3 between one and three times the tangential extent E2 of the sleeve 42A.
  • the number of these circumferential rows is for example equal to two.
  • the latter is interrupted by obstacle 42.
  • complementary parietal cooling 56 along the region 52 of the annular wall 12 situated in the wake of the obstacle 42. Downstream of the region 52, the complementary parietal cooling air film 56 mixes with the air film wall cooling 28.
  • the annular wall 12 is thus cooled in an optimum manner.
  • the deflector 54 may alternatively be independent of the obstacle 42.
  • the deflector 54 may in particular be fixed directly to the annular wall 12, for example by lateral extensions of the deflector 54 connected to the annular wall, on both sides of the deflector.
  • the deflector 54 may be carried by the annular tongue 22.
  • the deflector 54 may comprise upstream lateral extensions extending on either side of the obstacle 42 and fixed directly to the annular tongue. 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

Une chambre de combustion (40) pour turbomachine comprend une paroi annulaire (12) délimitant un volume interne (11) de la chambre, un film d'air de refroidissement pariétal (28 )le long de la paroi annulaire (12) dans le volume interne issu d'orifices d'entrée d'air (26) formés dans la paroi annulaire (12) et canalisé par une languette annulaire (22) comportant une encoche (46),et un obstacle (42) s'étendant partiellement dans l'encoche (46) et générant un sillage dans le film d'air de refroidissement pariétal. La paroi annulaire (12) comporte des orifices d'entrée d'air additionnels (50) agencés dans une région (52) de la paroi annulaire (12) située dans ledit sillage, et un déflecteur (54) est agencé en regard des orifices d'entrée d'air additionnels (50) dans le volume interne de manière à créer, à partir d'air issu des orifices d'entrée d'air additionnels (50), un film d'air de refroidissement pariétal complémentaire (56) dans le sillage (30).

Description

CHAMBRE DE COMBUSTION POUR TURBOMACHINE COMPRENANT DES MOYENS POUR AMÉLIORER LE REFROIDISSEMENT D'UNE PAROI ANNULAIRE DANS LE SILLAGE D'UN
OBSTACLE DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte au domaine des chambres de combustion des turbomachines, notamment des turbomachines utilisées pour la propulsion des aéronefs. Elle concerne plus particulièrement le refroidissement par film d'air pariétal d'une paroi annulaire de chambre de combustion.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
La température interne des chambres de combustion est telle qu'il est en général souhaitable de créer un film d'air de refroidissement entre la flamme et chaque paroi annulaire délimitant la chambre afin d'augmenter la durée de vie de cette dernière.
La création d'un tel film d'air pariétal s'effectue en général au moyen d'une languette annulaire agencée dans la chambre de combustion, en regard d'orifices d'entrée d'air formés dans la paroi annulaire délimitant la chambre, de manière à canaliser l'air issu de ces orifices en un film s'écoulant vers l'aval le long de cette paroi annulaire.
Toutefois, dans certaines chambres de combustion, le film d'air pariétal est interrompu par un obstacle, tel qu'une douille de guidage de bougie d'allumage ou une bougie d'allumage.
Cette configuration est illustrée sur les figures 1 et 2 qui montrent une partie amont d'une chambre de combustion annulaire 10 de type connu. Le volume interne 11 de cette chambre de combustion est délimité extérieurement par une paroi annulaire 12 raccordée à une paroi de fond 14 dans laquelle sont montés des systèmes d'injection 16. Le volume interne de la chambre de combustion est délimité intérieurement par une autre paroi annulaire (non visible sur les figures) de même axe 17 que la paroi annulaire 12 (figure 2) et également raccordée à la paroi de fond 14.
La figure 1 montre en particulier un injecteur de démarrage 18 monté dans la paroi de fond 14, axialement en regard d'une bougie d'allumage 20 montée dans la paroi annulaire 12. La figure 2 montre un orifice 19 de la paroi de fond 14 destiné à recevoir l'injecteur de démarrage 18 et un orifice 21 de la paroi annulaire 12 destiné à recevoir la bougie d'allumage 20.
De plus, la figure 1 montre la languette annulaire 22, qui s'étend en saillie vers l'aval à partir de la paroi de fond 14, de manière à délimiter un espace annulaire 24 fermé du côté amont et ouvert du côté aval. Comme le montre la figure 2, la paroi annulaire 12 comporte deux rangées annulaires d'orifices d'entrée d'air 26 agencés en regard de la languette annulaire 22 et débouchant ainsi dans l'espace annulaire 24.
En fonctionnement, de l'air relativement frais pénètre dans l'espace annulaire 24 par les orifices d'entrée d'air 26 et est canalisé par la languette annulaire 22 de manière à constituer un film d'air pariétal 28 (figure 1). Ce film d'air pariétal 28 est ensuite alimenté en aval par des rangées de micro-perforations 29 successives.
Dans l'exemple illustré, les deux rangées annulaires d'orifices 26 sont interrompues par l'orifice 21 destiné à recevoir la bougie d'allumage 20. Dans d'autres types de chambres de combustion, les rangées annulaires d'orifices 26 peuvent être agencées en amont d'une extrémité amont de l'orifice 21 de passage de la bougie d'allumage de manière à ne pas être interrompues par cet orifice 21.
Dans tous les cas, il en résulte un sillage chaud 30 (figure 2) en aval de la bougie d'allumage 20, au sein du film d'air pariétal 28.
Un tel sillage est susceptible d'engendrer des gradients de température élevés, pouvant atteindre plusieurs centaines de degrés Celsius sur une distance de quelques millimètres.
Il est donc souhaitable d'améliorer le refroidissement de la région de la paroi annulaire située au niveau du sillage d'un obstacle tel qu'une bougie d'allumage ou une douille de guidage de bougie d'allumage. EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ce problème.
Elle propose à cet effet une chambre de combustion pour turbomachine, comprenant une paroi annulaire qui délimite un volume interne de la chambre de combustion, des moyens de création d'un film d'air de refroidissement pariétal le long de ladite paroi annulaire, dans le volume interne de la chambre de combustion, et un obstacle formé d'une douille de guidage de bougie d'allumage ou d'une bougie d'allumage, générant un sillage dans le film d'air de refroidissement pariétal.
Les moyens de création du film d'air de refroidissement pariétal comportent au moins une rangée annulaire d'orifices d'entrée d'air formés dans la paroi annulaire en amont d'une extrémité aval de l'obstacle, et une languette annulaire agencée en regard de la rangée annulaire d'orifices d'entrée d'air, dans le volume interne de la chambre de combustion, de manière à délimiter un espace annulaire fermé vers l'amont et ouvert vers l'aval et dans lequel débouche la rangée annulaire d'orifices d'entrée d'air,
De plus, la languette annulaire comporte une encoche dans laquelle s'étend une partie de l'obstacle.
En outre, la paroi annulaire comporte des orifices d'entrée d'air additionnels agencés dans une région de la paroi annulaire située dans ledit sillage.
La chambre de combustion comprend en outre un déflecteur agencé en regard des orifices d'entrée d'air additionnels dans le volume interne de la chambre de combustion de manière à créer, à partir d'air issu des orifices d'entrée d'air additionnels, un film d'air de refroidissement pariétal complémentaire dans ledit sillage.
Enfin, une partie amont du déflecteur et une partie aval de la languette annulaire s'étendent à une même distance de la paroi annulaire.
Ainsi, en fonctionnement, de l'air peut pénétrer dans le volume interne de la chambre de combustion par les orifices d'entrée d'air additionnels de manière à être canalisé par le déflecteur en un film d'air de refroidissement pariétal complémentaire s'écoulant le long de la région de la paroi annulaire située dans le sillage de l'obstacle.
L'invention permet ainsi de réduire considérablement les gradients de température induits par la présence d'un obstacle interrompant le film d'air de refroidissement pariétal.
De plus, le déflecteur et la languette annulaire s'étendent ainsi sensiblement dans une continuité aérodynamique l'un par rapport à l'autre.
Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'obstacle est une douille de guidage de bougie d'allumage.
En variante, lorsque la chambre de combustion est équipée d'une bougie d'allumage montée dans la paroi annulaire par d'autres moyens qu'une telle douille, l'obstacle peut être constitué de la bougie d'allumage elle-même.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'obstacle porte le déflecteur.
L'obstacle et le déflecteur peuvent ainsi former une même pièce, de sorte qu'une seule opération de montage permette à la fois la mise en place de l'obstacle et du déflecteur au sein de la chambre de combustion.
Le déflecteur est de préférence formé d'une languette ayant une première partie s'étendant en saillie à partir de l'obstacle et une deuxième partie plus mince que la première partie et qui prolonge la première partie et présente un bord libre du côté opposé.
La deuxième partie de la languette est avantageusement délimitée latéralement par des rebords s'étendant en saillie en direction de la paroi annulaire.
Ces rebords permettent d'améliorer le guidage de l'air issu des orifices d'entrée d'air additionnels dans le sillage de l'obstacle.
De préférence, la première partie de la languette présente deux ailettes qui s'étendent en saillie latéralement, respectivement de part et d'autre de l'obstacle.
Ces ailettes forment des moyens d'anti-rotation permettant de faciliter le montage de l'obstacle, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, le déflecteur présente une étendue tangentielle inférieure au triple d'une étendue tangentielle de l'obstacle.
De préférence, les orifices d'entrée d'air additionnels sont répartis en au moins une rangée circonférentielle présentant une étendue tangentielle comprise entre une fois et trois fois l'étendue tangentielle de l'obstacle.
L'invention concerne également une turbomachine pour aéronef, comprenant une chambre de combustion du type décrit ci-dessus.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1 et 2, déjà décrites, sont des vues schématiques partielles, respectivement en coupe axiale et de côté, d'une chambre de combustion de turbomachine d'un type connu ;
- la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une chambre de combustion de turbomachine selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
- la figure 4 est une vue schématique partielle en perspective de la chambre de combustion de la figure 3 vue depuis l'intérieur ;
- la figure 5 est une vue schématique partielle de dessus de la chambre de combustion de la figure 3 ;
- la figure 6 est une vue schématique en perspective d'une pièce de la chambre de combustion de la figure 3, formant une douille de guidage de bougie d'allumage et un déflecteur destiné à la génération d'un film d'air de refroidissement pariétal complémentaire.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
À défaut de stipulation contraire, la présente description utilise un système de coordonnées cylindriques par rapport à l'axe 17 de la chambre de combustion, permettant de définir une direction axiale X, une direction radiale R et une direction tangentielle T.
Les figures 3-5 illustrent une partie amont d'une chambre de combustion 40 d'une turbomachine pour aéronef, qui est globalement semblable à la chambre de combustion 10 de la figure 1. Cette chambre de combustion comprend donc en particulier une paroi annulaire 12 qui délimite extérieurement le volume interne 11 de la chambre de combustion, des moyens de création d'un film d'air de refroidissement pariétal 28 le long de la paroi annulaire 12, à l'intérieur de la chambre de combustion, et un obstacle 42 générant un sillage 30 dans le film d'air de refroidissement pariétal 28.
Les moyens de création du film d'air de refroidissement pariétal 28 sont par exemple formés d'une languette annulaire 22 globalement semblable à celle des figures 1 et 2, et de deux rangées annulaires d'orifices d'entrée d'air 26 formés dans la paroi annulaire 12 en amont d'une extrémité aval 43 de l'obstacle 42 (figure 5). Comme expliqué ci-dessus, la languette annulaire 22 s'étend en saillie vers l'aval à partir de la paroi de fond de la chambre de combustion de manière à délimiter un espace annulaire 24 fermé du côté amont et ouvert du côté aval, dans lequel débouchent les orifices d'entrée d'air 26.
De plus, l'obstacle 42 précité est par exemple une douille de guidage de bougie d'allumage 42A. Cette douille 42A est par exemple montée dans l'orifice 21 de la paroi annulaire 12, et retenue dans cet orifice au moyen d'une bague 44 soudée autour d'une extrémité externe de la douille 42A, comme le montre la figure 3.
D'une manière générale, la chambre de combustion 40 se distingue de la chambre de combustion 10 des figures 1 et 2 du fait que :
la languette annulaire 22 comporte une encoche 46 dans laquelle s'étend une partie de l'obstacle 42, la paroi annulaire 12 comporte des orifices d'entrée d'air additionnels 50 agencés dans une région 52 de la paroi annulaire 12 située dans le sillage 30 de l'obstacle 42 précité, et
la chambre de combustion comprend un déflecteur 54 agencé en regard des orifices d'entrée d'air additionnels 50 de manière à créer, à partir d'air issu des orifices d'entrée d'air additionnels 50, un film d'air de refroidissement pariétal complémentaire 56 (figures 3-5) dans le sillage 30.
Dans le mode de réalisation illustré, les rangées annulaires d'orifices 26 sont interrompues par l'encoche 46 (figure 5). Dans d'autres modes de réalisation, certaines ou chacune des rangées annulaires d'orifices 26 peuvent être dépourvues de toute interruption en regard de l'obstacle 42.
Dans l'exemple illustré, le déflecteur 54 est porté par la douille de guidage de bougie d'allumage 42A. La douille 42A et le déflecteur 54 forment ainsi une même pièce 58, représentée isolée sur la figure 6. Cette pièce présente notamment l'avantage de pouvoir être montée simplement sur la paroi annulaire 12 comme une simple douille de type connu, par exemple au moyen de la bague 44 comme expliqué ci- dessus. Cela est également vrai en ce qui concerne le démontage de la pièce 58. Il est à noter que la figure 3 montre en outre à titre d'exemple un tube de guidage de bougie d'allumage 45 monté dans la douille 42A et destiné à recevoir une bougie d'allumage. Ce tube 45 n'est pas visible sur les figures 4-6, et peut être omis, en fonction du type de bougie d'allumage utilisée.
Plus précisément, le déflecteur 54 est formé d'une languette ayant une première partie 54A s'étendant d'un côté de la douille de guidage de bougie d'allumage 42A, en saillie à partir de cette douille 42A, transversalement à un axe 60 de la douille. La première partie 54A est sensiblement appliquée sur la paroi annulaire 12 de la chambre de combustion. Le déflecteur 54 comporte en outre une deuxième partie 54B, qui est plus mince que la première partie 54A, et qui prolonge la première partie 54A et présente un bord libre 62 à son extrémité située du côté opposé par rapport à la douille 42A. Au sein de la chambre de combustion, la pièce 58 est orientée de sorte que le déflecteur 54 s'étende globalement vers l'aval, le bord libre 60 étant donc agencé d'un côté aval par rapport à la douille 42A.
Dans l'exemple illustré (figure 6), la deuxième partie 54B de la languette formant le déflecteur 54 est délimitée latéralement par des rebords 64 s'étendant en saillie en direction de la paroi annulaire 12. Ces rebords 64 ne sont pas représentés sur la figure 4 pour laisser apparaître les orifices additionnels 50. La deuxième partie 54B est en outre délimitée en direction de la douille 42A par un rebord 66 formé par une extrémité de la première partie 54A.
Les rebords 64 et 66 permettent d'améliorer le guidage de l'air vers l'aval au sein du sillage 30.
Comme le montre la figure 6, la première partie 54A présente une extrémité amont 68 qui épouse la forme de la douille 42A de sorte que des extensions latérales 70 de la première partie 54A s'étendent au-delà de l'extrémité aval 43 de la douille 42A, dans la direction allant de l'aval vers l'amont.
De plus, la première partie 54A présente deux ailettes 72 qui s'étendent en saillie latéralement, respectivement de part et d'autre de la douille 42A.
Comme le montre la figure 5, une partie amont du déflecteur 54, correspondant à la première partie 54A, et une partie aval de la languette annulaire 22, à savoir l'extrémité aval 74 de celle-ci, s'étendent sensiblement à une même distance de la paroi annulaire 12. Le déflecteur 54 s'étend ainsi sensiblement dans une continuité aérodynamique de la languette annulaire 22. À cet égard, l'encoche 46 permet en particulier de minimiser l'espace entre le déflecteur 54 et la languette annulaire 22.
Les ailettes 72 forment des butées à rencontre de la languette annulaire 22 (figure 4) et permettent ainsi de bloquer la pièce 58 en rotation autour de son axe 60 au cours des opérations d'assemblage de la pièce 58 à la paroi annulaire 12 de la chambre, avant que la bague 44 ne soit soudée à la douille 42A.
Du fait de sa fonction, le déflecteur 54 présente une étendue limitée selon la direction tangentielle. En particulier, le déflecteur 54 présente de préférence une étendue tangentielle El supérieure à l'étendue tangentielle E2 de la douille 42A, et inférieure à trois fois l'étendue tangentielle E2 de la douille 42A (figure 5).
De plus, les orifices d'entrée d'air additionnels 50 sont répartis en rangées circonférentielles 50A, 50B présentant une étendue tangentielle E3 comprise entre une fois et trois fois l'étendue tangentielle E2 de la douille 42A. Le nombre de ces rangées circonférentielles est par exemple égal à deux.
En fonctionnement, de l'air pénètre par les orifices d'entrée d'air 26 jusque dans l'espace annulaire 24 et s'écoule vers l'aval en formant le film d'air de refroidissement pariétal 28. Ce dernier est interrompu par l'obstacle 42. Toutefois, de l'air pénètre également dans le volume interne de la chambre de combustion par les orifices d'entrée d'air additionnels 50 et est canalisé par le déflecteur 54 de manière à former le film d'air de refroidissement pariétal complémentaire 56 le long de la région 52 de la paroi annulaire 12 située dans le sillage 30 de l'obstacle 42. En aval de la région 52, le film d'air de refroidissement pariétal complémentaire 56 se mélange au film d'air de refroidissement pariétal 28.
La paroi annulaire 12 est ainsi refroidie d'une manière optimale.
Bien entendu, la configuration décrite ci-dessus en relation avec la paroi annulaire 12 délimitant extérieurement le volume interne de la chambre de combustion peut, en variante ou de manière complémentaire, être appliquée au refroidissement de la paroi annulaire 14 qui délimite intérieurement ce volume interne.
Par ailleurs, le déflecteur 54 peut, en variante, être indépendant de l'obstacle 42. Le déflecteur 54 peut en particulier être fixé directement à la paroi annulaire 12, par exemple par des extensions latérales du déflecteur 54 raccordées à la paroi annulaire, de part et d'autre du déflecteur. En variante encore, le déflecteur 54 peut être porté par la languette annulaire 22. À cet effet, le déflecteur 54 peut comporter des extensions latérales amont s'étendant de part et d'autre de l'obstacle 42 et fixées directement à la languette annulaire 22.

Claims

REVENDICATIONS
1. Chambre de combustion (40) pour turbomachine, comprenant :
- une paroi annulaire (12) délimitant un volume interne (11) de la chambre de combustion ;
- des moyens de création d'un film d'air de refroidissement pariétal (28) le long de ladite paroi annulaire (12) dans le volume interne (11) de la chambre de combustion ;
- un obstacle (42) formé d'une douille de guidage de bougie d'allumage (42A) ou d'une bougie d'allumage, ledit obstacle générant un sillage (30) dans le film d'air de refroidissement pariétal (28) ;
dans laquelle lesdits moyens de création du film d'air de refroidissement pariétal (28) comportent au moins une rangée annulaire d'orifices d'entrée d'air (26) formés dans la paroi annulaire (12) en amont d'une extrémité aval (43) de l'obstacle (42), et une languette annulaire (22) agencée en regard de la rangée annulaire d'orifices d'entrée d'air (26), dans le volume interne (11) de la chambre de combustion, de manière à délimiter un espace annulaire (24) fermé vers l'amont et ouvert vers l'aval et dans lequel débouche la rangée annulaire d'orifices d'entrée d'air (26),
dans laquelle la languette annulaire (22) comporte une encoche (46) dans laquelle s'étend une partie de l'obstacle (42),
dans laquelle la paroi annulaire (12) comporte des orifices d'entrée d'air additionnels (50) agencés dans une région (52) de la paroi annulaire (12) située dans ledit sillage (30), la chambre de combustion comprenant en outre un déflecteur (54) agencé en regard des orifices d'entrée d'air additionnels (50) dans le volume interne (11) de la chambre de combustion de manière à créer, à partir d'air issu des orifices d'entrée d'air additionnels (50), un film d'air de refroidissement pariétal complémentaire (56) dans ledit sillage (30), dans laquelle une partie amont du déflecteur (54) et une partie aval de la languette annulaire (22) s'étendent à une même distance de la paroi annulaire (12).
2. Chambre de combustion selon la revendication 1, dans laquelle l'obstacle (42) porte le déflecteur (54).
3. Chambre de combustion selon la revendication 2, dans laquelle le déflecteur (54) est formé d'une languette ayant une première partie (54A) s'étendant en saillie à partir de l'obstacle (42) et une deuxième partie (54B) plus mince que la première partie (54A) et qui prolonge la première partie et présente un bord libre (62) du côté opposé au côté de la première partie.
4. Chambre de combustion selon la revendication 3, dans laquelle la deuxième partie (54B) de la languette est délimitée latéralement par des rebords (64) s'étendant en saillie en direction de la paroi annulaire (12).
5. Chambre de combustion selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle la première partie (54A) de la languette présente deux ailettes (72) qui s'étendent en saillie latéralement, respectivement de part et d'autre de l'obstacle (42).
6. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le déflecteur (54) présente une étendue tangentielle (El) inférieure au triple d'une étendue tangentielle (E2) de l'obstacle (42).
7. Chambre de combustion selon la revendication 6, dans laquelle les orifices d'entrée d'air additionnels (50) sont répartis en au moins une rangée circonférentielle (50A) présentant une étendue tangentielle (E3) comprise entre une fois et trois fois l'étendue tangentielle (E2) de l'obstacle (42).
8. Turbomachine pour aéronef, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre de combustion (40) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.
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