Brevet FR2426157A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne les chambres de combustion pour moteurs à turbine à gaz et, en particulier, les prises annulaires d'air réfrieérant pour ces chambres de combustion Dans les moteurs & turbine à gaz, il y a intérêt à prévoir une arrivée d'air réfrigérant pour les parties avant de la chambre de combustion comprenant la culasse de la chambre, de façon à diriger cet air dans le sens amont sur la partie interne de cette culasse, et dans le sens aval sur la face interne de la paroi latérale de la chambre de combustion .Il est en outre indispensable de refroidir convenablement la prise d'air annulaire elle mame pour éviter, pendant le fonctionnement, l'apparition de sones locales portées à une température excessivement élevée La présente invention réalise une chambre de combustion applicable à un moteur à turbine à gaz et possédant une prise annulaire d'air réfrigérant faisant partie de la paroi latérale de la chambre de combustion et comportant deux cercles ou anneaux, définissant un angle entre eux, et un auvent annulaire associé au cercle le plus en aval, chaque cercle étant perche d'une plu alité de passages d'air réfrigérant, éux du cercle amont étant inclinés vers le sens amont tandis que ceux du cercle aval sont inclinés vers le sens aval, et l'auvent annulaire étant disposé de façon à capter un courant d'air réfrigérant et à le forcer à franchir les passages des deux cercles L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à quelques exemple préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale d'une chambre de combustion équipée d'une prise d'air annulaire selon un premier mode de réalisation de l'invention - la figure 2 est une coupe axiale d'une chambre de combustion équipée d'une prise d'air annulaire selon un second mode de réalisation de l'invention - la figure 3 est une vue de détail, à plus grande échelle, de la prise d'air annulaire de la figure 2 - la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la figure 3 et - la figure 5 est une vue partielle de dessus dans le sens de la flèche Â de la figure 4 La chambre de combustion 10 et l'injecteur de carburant 12, représentés sur la figure 1 du présent brevet, sont identiques, à l'exception de la prise d'air annulaire qui va être décrite, à -ceux décrits dans la Demande de Brevet Britannique Na 56752/76 du meme titulaire et représentés sur la figure 2 de cette dernière La chambre de combustion 10 comprend une culasse 14 et une paroi latérale essentiellement tubulaire 16 .Une prise annulaire d'air réfrigérant 18, montée entre la culasse 14 et la paroi 16, fait partie de cette dernière La prise d'air annulaire 18 comportedeux cercles 20 et 22 se joignant en formant un angle obtus et percés chacun d'une pluralité de passages équidistants 24, 26 (respectivement) par lesquels peut s'écouler l'air réfrigérant, les passages 24 étant inclinés dans un sens faisant circuler l'air réfrigérant sur la surface interne de la culasse 14 en direction amont, tandis que les passages 26 sont inclinés dans un sens faisant circuler cet air sur la surface interne de la paroi 16 en direction aval Un auvent annulaire 19 s'étendant sur la totalité de la circonférence de la chambre de combustion 10 est monté sur celle-ci par fixation, soit au cercle aval 22, soit à la paroi latérale 16 . Cet auvent a pour but d'assurer que l'air rfrigérant franchira les deux séries de passages 24, 26 et d'éviter que la majeure partie de cet air ne passe par les passages 26, ce qui serait le cas en l'absence de l'auvent 19 Le fait que les orifices de sortie des passages 24 et 26 dans la chambre de combustion sont assez rapprochés les uns des autres et qu'il n'y a pas d'ailettes de guidage d'écoulement partant des cercles ou anneaux 20 et 22 pour pénétrer dans la chambre de combustion, donne l'assurance que la prise d'air annulaire elle-même est correctement refroidie et ne s'échauffera pas excessivement en particulier à la jonction 28 de ces deux cercles ou anneaux 20 et 22 Les deux cercles ou anneaux 20 et 22 pourront être faits d'une seule pièce par usinage d'une couronne massive ou par laminage conformateur d'une bande de feuillard, ou bien être réalisés séparément et réunis par un procédé de soudure approprié Pour améliorer la répartition de l'air réfrigérant sur l'ensemble de la prise d'air annulaire, chaque cercle pourra être percé de plus d'une rangée de passages, par exemple trois ou quatre rangées L'expérience a démontré qu'une prise d'air annulaire telle qu'elle vien d'être déorite assurait le refroidissement convenable tant de la culasse que de la paroi latérale de la chambre de combustion, sans atteindre elle-même des températures excessivement élevées Les figures 2 à 5, sur lesquelles les mêmes chiffres que sur la figure 1 désignent des éléments identiques, représentent (partiellement) une chambre de combustion 10 équipée d'un injecteur de carburant 12 du type décrit et représenté dans le Brevet Britannique Na 1.427.146 du même titulaire . Cette chambre de combustion comprend une culasse 14, une paroi latérale essentiellement cylindrique 16, une prise annulaire d'air réfrigérant 18 et un auvent annulaire 19 .La culasse 14 est fixée à la prise d'air annulaire 18 selon le joint 14a, la prise d'air annulaire 19 est fixée à l'auvent annulaire 19 selon le joint 18a, et l'auvent annulaire 19 est fixé à la paroi latérale 16 selon le joint 16a la prise d'air annulaire 18 comporte deux cercles ou anneaux 20 et 22, réalisés d'une seule pièce par laminage conformateur, perces chacun de trois rangées de passages 24 et 26, respectivement (au lieu d'une seule rangée par cercle, comme représenté sur la figure 1) La zone de jonction des deux cercles 20 et 22 représente la partie de la prise d'air annulaire pénétrant le plus profondément dans la chambre de combustion 10 et susceptible, par conséquent, de chauffer exagérément pendant le fonctionnement . il y a donc intérêt à prévoir le refroidissement de cette zone et pour cela, comme le montrent plus nettement les figures 3, 4 et 5, trois rangées de passages d'air réfrigérant 28 sont percées dans la zone de jonction des cercles 20 et 22 pour. permettre l'écoulement de cet air .- Les passages de la rangée centrale sont décalés par rapport à ceux des deux rangées extérieures pour conserver assez de parties pleines tout en rapprochant le. plus possible les passages les uns des autres .On obtient ainsi la disposition représentée à la figure 5, les autres rangées de passages 24 et 26 étant d'ailleurs décalées de façon identique L'auvent annulaire 19 comporte une bache déflectrice d'air 19a s'étendant vers l'amont par dessus la culasse 1 4 de la chambre de combustion 10 et captant une fraction de l'air s'écoulant à l'extérieur de cette chambre en provenance du compresseur (non représenté) du moteur à turbine à gaz dont la chambre de combustion fait partie . Une fois pris dans cette banche 19a, l'air réfrigérant ne peut que pénétrer dans la chambre de combustion par les passages 24,-26 et 28, l'inclinaison des passages 24 dirigeant l'air vers l'amont pour refroidir l'intérieur de la culasse 14, celle des passages 26 le dirigeant vers l'aval pour refroi dir la paroi latérale 16, tandis que l'air franchissant les passages 28 sert à maintenir à une température convenable de travail la zone jointive des cercles, ou parties annulaires, 20 et 22 Gomme le montre la figure 4, les passages 28 pourront ne pas tous être orientés radialement mais former des groupes dont le passage central sera oriénté radialement et dont les passages latéraux seront inclinés sur le passage central, l'inclinaison augmentant avec l'éloignement du passage central La prise d'air annulaire 18 pourra être placée en n'importe quel point convenable de la chambre de combustion 10 nécessitant un refroidissement par air . L'angle formé par les surfaces des deux cercles ou anneaux 20 et 22 pourra être un angle aigu aussi bien qu'un angle obtus . L'invention s'applique également bien aux chambres de combustion annulaires, aux chambres de combustion tubulaires, et aux chambres de combustion tubannulaires REVENDICATIONS 1. Chambre de combustion pour moteur à turbine à gaz, caractéri sée en ce qu'elle comporte une prise annulaire d'air réfrigé rant faisant partie de la paroi latérale de la chambre de com bustion et comportant deux cercles ou anneaux, définissant un angle entre eux, et un auvent annulaire associé au cercle le plus en aval, chaque cercle étant percé d'une pluralité de passages d'air réfrigérant, ceux du cercle amont étant incli nés vers le sens amont tandis que ceux du cercle aval sont inclinés vers le sens aval, et l'auvent annulaire étant dis posé de façon à capter un courant d'air réfrigérant et à le forcer à franchir les passages des deux cercles 2 Chambre de combustion selon la Revendication 1, caractérisée en ce que la prise annulaire d'air réfrigérant comporte une pluralité de passages d'air réfrigérant dans la zone de jonc tion entre les dieux cercles ou anneaux 3. Chambre de combustion selon une quelconque des Revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les passages d'air réfrigérant sont disposés sur trois rangées, les passages de la rangée centrale étant décalées par rapport à celles des deux rangées extérieures 4. Chambre de combustion selon la Revendication 1, caractérisée en ce que auvent annulaire s'étend depuis une zone située en aval des passages du cercle ou anneau aval jusqu'à une zone située en amont des passages du cercle ou anneau amont