Brevet FR2668817A1 — publié le 19920507

Les chambres de combustion de turbomachines connues comportent des volets mobiles de réglage du débit d'air de combustion. Ces dispositifs à volets, désignés souvent par le vocable de "diaphragmes", sont constitués par des viroles, qui sont montées pivotantes par rapport au corps de la turbine et qui comportent des parties pleines, ou volets, susceptibles soit de découvrir entièrement, soit au contraire d'obturer partiellement ou totalement les trous d'admission de l'air de combustion, plus généralement du comburant. FR-A-2 572 463 décrit et représente de tels diaphragmes. Selon L'état de la technique connue, le pivotement du diaphragme est réalisé par frottement de deux pièces métalliques L'une sur l'autre, ce qui, au bout d'un certain temps de fonctionnement, peut conduire à des grippages ou à une détérioration rapide des éléments qui travaillent dans une zone très chaude. Pour éviter ce grippage, il serait nécessaire de prévoir un jeu important entre L'élément fixe et L'élément pivotant, mais ce jeu serait exagéré et viendrait perturber le bon fonctionnement du diaphragme. L'invention a pour but de résoudre ce problème en conservant un jeu faible entre les pièces pivotantes, tout en supprimant les risques de coincement. L'invention est donc relative à une chambre de combustion de turbomachine comprenant : une enceinte de combustion ; une paroi traversée par des trous d'admission de comburant à l'inté- rieur de L'enceinte de combustion ; et un support de volets d'obturation sélective desdits trous d'admission de comburant, lesdits volets étant placés en regard et à proximité des trous d'admission de comburant et étant susceptibles d'être placés en au moins deux positions, une première position correspondant à la nonobturation des trous d'admission de comburant par les volets, et une deuxième position correspondant à l'obturation au moins partielle desdits trous d'admission de comburant par les volets d'obturation sélective, et ledit support étant pour ce faire monte pivotant par rapport à ladite paroi. Selon L'invention, les caractéristiques suivantes sont adoptées : a) une piste de pivotement, réalisée en un matériau à faible coefficient de frottement, est solidaire de la paroi ; b) plusieurs patins de pivotement, réalisés en un matériau à faible coefficient de frottement, sont solidaires du support des volets d'obturation sélective et coopèrent avec la piste de pivotement pour réaliser Le montage à pivotement du support par rapport à la paroi. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adoptées - la piste de pivotement est constituée par une pluralité de secteurs distincts, espacés angulairement de manière régulière ; - la piste de pivotement est fixée sur la paroi de manière amovible ; - les paliers de pivotement sont fixés sur le support des volets d'obturation sélective de manière amovible ;; - chaque palier de pivotement comporte deux faces de glissement, dont une première face de glissement conformée en un secteur circulaire, réa lisant le maintien radial en position du support par rapport à la paroi, et une deuxième face de glissement, qui est généralement plane, perpendiculaire à L'axe du pivotement éventuel du support par rapport à la paroi et qui réalise un maintien axial en position, suivant la direction parallèle audit axe de pivotement, du support par rapport à la paroi ; - la piste de pivotement est réalisée en un matériau céramique ; - les paliers de pivotement sont réalisés en un matériau céramique. L'avantage principal inhérent à L'invention réside dans le maintien dans le temps de L'aptitude du diaphragme à pivoter, sans coincement et avec précision, et, par conséquent, dans le maintien de la possibilité de régler avec précision le débit de comburant admis dans la chambre de combustion. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaitront au cours de la description d'une réalisation donnée ci-dessous à titre d'exemple. Il est entendu que la description et les dessins ne sont donnés qu'à titre indicatif et non limitatif. Il sera fait référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une coupe axiale, suivant I-I de la figure 2, d'un ensemble d'injection d'une chambre de combustion conforme à L'invention ; - la figure 2 est une coupe suivant II-II de La figure 1 ; et - la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 1. La structure représentée sur les dessins est celle d'une chambre de combustion d'une turbine à gaz, comprenant - une paroi 1 délimitant L'enceinte de combustion 2 ; - un bol 3, adapté à la paroi 1 et y étant fixé, permettant la fixation du dispositif 4 d'injection de carburant à l'intérieur de L'enceinte de combustion 2 ;; - une première série de canaux de guidage 5 de l'air d'admission nécessaire à la combustion (ou, en variante, de tout autre comburant) qui sont constitués par des trous traversant la paroi 1, angulairement régulièrement espacés sur une couronne coaxiale à L'axe 6 de L'injection, et prolongés, chacun, par un conduit de guidage de l'air admis, en l'espèce par un conduit essentiellement radial, l'ensemble des canaux de guidage 5 constituant une vrille radiale d'orifices d'admission ; - une couronne 7, montée pivotante autour de L'axe 6, munie de trous traversants 8 séparés par des parties pleines, ou volets 9, Lesdits trous traversants 8 et lesdits volets 9 étant susceptibles, suivant la position de la couronne 7 par rapport à La paroi 1, d'être placés en regard des canaux de guidage 5 ;; - une deuxième série de canaux de guidage 10 de L'air d'admission nécessaire à la combustion (ou, en variante, de tout autre comburant) qui sont constitués par des trous traversant la paroi 1, angulairement régulièrement espacés sur une couronne coaxiale à L'axe -6 de l'injection, et prolongés, chacun, par un conduit de guidage de L'air admis, en l'espèce par un conduit essentiellement axial, l'ensemble des canaux de guidage 10 constituant une vrille axiale d'orifices d'admission ; - une couronne 11, montée pivotante autour de L'axe 6, munie de trous traversants 12 séparés par des parties pleines ou volets 13, lesdits trous traversants 12 et lesdits volets 13 étant susceptibles, suivant La position de la couronne il par rapport à la paroi 1, d'être placés en regard des canaux de guidage 10 ;; - un premier ensemble de trois pistes de glissement 14, chacune contenue dans un logement 15 ménagé dans le fond de la paroi 1 constitué par le bol 3, fixée de manière amovibLe (vis 16) sur le bol 3, et comprenant une face circulaire externe 17, disposée sur une couronne circulaire coaxiale à L'axe 6, et une face plane 18, disposée dans un même plan R perpendiculaire à L'axe 6, les trois pistes de glissement 14 étant angulairement régulièrement espacées autour de L'axe 6 (angle C égal à 1200) ;; - un premier ensemble de trois patins de glissement 19, chacun fixé de manière amovible (vis 20) sur la couronne pivotante 7 et comprenant une face circulaire interne 21, disposée sur une couronne circulaire coaxiale à l'axe 6, confondue avec la couronne contenant les faces circulaires externes 17 des pistes de glissement 14 et une face plane 22, disposée dans Le plan R, les patins 19 étant angulairement régulièrement espacés autour de L'axe 6 (angle D égal à 1200) ; ; - un deuxième ensemble de trois pistes de glissement 23, chacune contenue dans un Logement 24 ménagé dans la paroi 1, fixée de manière amovible (vis 25) sur la paroi 1 et comprenant une face circulaire externe 26, disposée sur une couronne circulaire coaxiale à L'axe 6, et une face plane 27, disposée dans un même plan S perpendiculaire à L'axe 6, les trois pistes de glissement 23 étant angulairement régulièrement espacées autour de L'axe 6 (angle B égal à 1200) ;; - un premier ensemble de trois patins de glissement 28, chacun fixé de manière amovible (vis 29) sur la couronne pivotante 11, et comprenant une face circulaire interne 30, disposée sur une couronne circulaire coaxiale à L'axe 6, confondue avec la couronne contenant les faces circulaires externes 26 des pistes de glissement 23 et une face plane 31, disposée dans le pLan S, les patins 28 étant angulairement régulièrement espacés autour de L'axe 6 (angle A égal à 1200) ; - un premier dispositif 32 de commande du pivotement de la couronne 7, permettant de placer cette couronne dans une position comprise entre celle dans laquelle les volets 9 laissent les canaux 5 découverts, et celle dans laquelle ces volets 9 obturent les canaux 5 (une position intermédiaire d'un volet 9 est représentée sur La figure 2 en traits interrompus) ;; - un deuxième dispositif 33 de commande du pivotement de la couronne 11, permettant de placer cette couronne dans une position comprise entre celle dans laquelle les volets 13 laissent tes canaux 10 découverts, et celle dans laquelle-ces volets 13 obturent les canaux 10 (une position intermédiaire d'un volet 13 est représentée sur la figure 3 en traits interrompus). IL aura été noté que les patins 19 et pistes 14 réalisent le montage pivotant de la couronne 7 par rapport à la paroi 1, de même que ce que réa lisent les patins 28 et pistes 23 pour la couronne 11 par rapport à la paroi 1. Selon L'invention, les pistes de glissement 14 et 23, et les patins de glissement 19 et 28 sont tous réalisés en un matériau à faible coefficient de frottement et ayant une bonne tenue et une résistance satisfaisante aux hautes températures de fonctionnement de la chambre de combustion : il a été trouvé, en particulier, que la réalisation de ces éléments en matériaux de types céramiques répondait aux exigences de fonctionnement d'une turbine à gaz. Il a notemment été observé qu'aucun coincement ne se produisait entre les couronnes 7 et 11, et, la paroi 1, et que, complémentairement, cette absence de coincement rendait possible, ceci de manière nouvelle, des réglages précis de position des couronnes 7 et 11. L'invention n'est pas limitée à la disposition représentée, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient lui être apportées sans sortir de son cadre ni de son esprit. REVENDICATIONS 1. Chambre de combustion de turbomachine comprenant - une enceinte de combustion (2) ; - une paroi (1) traversée par des trous (5 ; 10) d'admission de comburant à l'intérieur de L'enceinte de combustion ; et - un support (7 ; 11) de volets (9 ; 13) d'obturation sélective desdits trous d'admission de comburant, lesdits volets étant placés en regard et à proximité des trous d'admission de comburant et étant susceptibles d'être placés en au moins deux positions, une première position correspondant à la non-obturation des trous d'admission de comburant par les volets, et une deuxième position correspondant à L'obturation au moins partielle desdits trous d'admission de comburant par les volets d'obturation sélective et ledit support étant pour ce faire monté pivotant par rapport à ladite paroi, caractérisée en ce que a) une piste de pivotement (14 ; 23), réalisée en un matériau à faible coefficient de frottement, est solidaire de La paroi (1) ; b) plusieurs patins de pivotement (19 ; 28), réalisés en un matériau à faible coefficient de frottement, sont solidaires du support (7 ; 11) des volets (9 ; 13) d'obturation sélective et coopèrent avec la piste de pivotement (14 ; 23) pour réaliser le montage à pivotement du support par rapport à la paroi. 2. Chambre de combustion selon la revendication 1, carac térisée en ce que la piste de pivotement (14 ; 23) est constituée par une pluralité de secteurs distincts, espacés angulairement (C ; B) de manière régulière. 3. Chambre de combustion selon L'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la piste de pivotement (14 ; 23) est fixée sur la paroi (1) de manière amovible (16 ; 24). 4. Chambre de combustion selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les paliers de pivotement (19 ; 28) sont fixés sur Le support des volets d'obturation sélective de manière amovible. 5. Chambre de combustion selon L'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque palier de pivotement (19 ; 28) comporte deux faces de glissement, dont une première face de glissement (21 ; 30) conformée en un secteur circulaire, réa lisant le maintien radial en position du support (7 ; 11) par rapport à La paroi cul), et une deuxième face de glissement (22 ; 31), qui est généralement plane, perpendiculaire (R ; S) à L'axe (6) du pivotement éventuel du support par rapport à la paroi et qui réalise un maintien axial en position, suivant la direction parallèle audit axe de pivotement, du support par rapport à la paroi. 6. Chambre de combustion selon L'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la piste de pivotement (14 ; 23) est réalisée en un matériau cramique. 7. Chambre de combustion selon L'une quelconque des revendications I à 6, caractérisée en ce que les paliers de pivotement (19 ; 28) sont réalisés en un matériau céramique.