Brevet FR2668246A1 — publié le 19920424

f On connaît déjà, par exemple par FR-A-2 116 363, la constitution d'une chambre de combustion d'une turbomachine délimitée par une paroi présentant une face interne et une face externe et séparant une enceinte de combustion d'un espace externe à cette enceinte de combustion, cette paroi comportant une pluralité de tronçons, l'extrémité amont du corps d'un tronçon déterminé étant placée à l'extérieur et à une certaine distance de l'extrémité aval du tronçon précédent et constituant un recouvrement de cette extrémité aval de manière à ménager un espace lamellaire qui, d'une part, est en communication par l'intermédiaire d'au moins un trou principal d'air de refroidissement avec l'espace externe à l'enceinte de combustion, en amont dudit recouvrement, d'autre part, débouche dans ladite enceinte de combustion sensiblement tangentiellement à la face interne dudit tronçon déterminé, des trous d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution des gaz chauds, d'axes perpendiculaires aux faces délimitant la paroi de chaque tronçon, traversant la paroi du corps dudit tronçon. De manière usuelle, la paroi comporte divers trous qui permettent, d'une part, l'introduction dans le foyer des débits d'air nécessaires à la combustion (trous d'introduction de l'air primaire et/ou de l'air de dilution), d'autre part, l'introduction d'air de refroidissement des parois de la chambre de combustion, nécessaire à l'obtention d'une tenue thermique satisfaisante desdites parois aux hautes températures régnant dans la chambre de combustion (trous d'admission d'air de refroidissement). Selon la technique connue, les trous d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution débouchent au milieu des viroles entre les films de refroidissement, ce qui permet de ménager un espace suffisant pour réaliser des orifices avec de larges bords tombés permettant un bon guidage de l'air Cette fabrication est difficile lorsqu'il s'agit ultérieurement d'usiner les pièces, compte tenu de la taille des orifices et d'une mauvaise ductilité de l'alliage choisi. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et, à cet effet, selon l'invention, lesdits trous d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution sont immédiatement adjacents aux trous principaux d'air de refroidissement. Les avantageuses dispositions suivantes sont en outre de préférence adoptées: une multitude de premiers trous complémentaires d'air de refroidissement traversent la zone de chaque tronçon de la paroi située de part et d'autre de chaque trou d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution; l'extrémité amont d'un tronçon, au delà du corps dudit tronçon, est conformée en une nervure à deux branches, dont une première branche est sensiblement perpendiculaire aux faces du corps du tronçon et est jointive avec la face externe du tronçon précédent, et dont la deuxième branche relie la première branche au corps dudit tronçon, cependant que ledit au moins un trou principal d'air de refroidissement est réalisé sous la forme d'une multitude de trous principaux d'air de refroidissement qui traversent ladite première branche, les trous d'air primaire et/ou d'air de dilution étant tangents à l'arête de jonction de la première branche dudit tronçon avec la face externe du tronçon précédent; un tronçon déterminé est raccordé au tronçon précédent par soudage de la première branche de sa nervure sur la face externe dudit tronçon précédent; une multitude de deuxièmes trous complémentaires d'air de refroidissement traversent la deuxième branche de ladite nervure chaque trou d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution est délimité, du côté de l'enceinte de combustion, par une lisière contenue dans la face interne de la paroi de manière à ne réaliser aucune saillie à l'intérieur de l'enceinte de combustion par rapport à ladite face interne. Les avantages principaux de l'invention résident dans une meilleure utilisation des débits d'air de refroidissement, dont les films de refroidissement, s'étendant sur une longueur plus grande, ont une meilleure efficacité, notamment en amont dans l'axe longitudinal des trous d'air primaire et/ou d'air de dilution. Cette nouvelle technologie, qui conduit à placer lesdits orifices dans une zone refroidie, permet de limiter les contraintes mécaniques locales et permet ainsi de raccourcir chaque tronçon de paroi Par ailleurs, selon une réalisation préférée, les trous d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution débouchent sans saillie dans la chambre de combustion: cette conformation facilite de manière importante le dépôt, sur la face interne de la paroi délimitant la chambre de combustion, d'un revêtement réfractaire. L'invention sera mieux comprise, et des caractéristiques secondaires et leurs avantages apparaîtront au cours de la description de réalisations 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 de la chambre de combustion d'une turbine à gaz, selon une première variante de réalisation conforme à l'invention; la figure 2 est un agrandissement du détail A de la figure 1; les figures 3 à 6 sont des vues perspectives de quatre autres variantes de réalisation également conformes à l'invention; et, la figure 7 représente, selon la coupe VII-VII de la figure 3, un détail de la réalisation de cette figure. La figure 1 est une demi coupe d'une chambre de combustion d'un turbo-réacteur passant par l'axe 1 de cette chambre de combustion. De manière classique, la chambre de combustion comprend: une paroi 2, dont le fond constitue le dispositif d'injection de carburant 3, cette paroi délimitant l'enceinte de combustion 4; une enveloppe externe 5, qui entoure la paroi 2 en étant dis- tante; un espace 6, externe à l'enceinte de combustion 4, compris entre la paroi 2 et l'enveloppe externe 5, permettant de canaliser le comburant, généralement de l'air, destiné à entretenir la combustion, à diluer les gaz de combustion pour rendre la combustion complète, et à créer, le long de la face interne de la Y paroi 2 des films d'air de refroidissement de ladite paroi. Il peut être noté que la paroi 2 est elle-même constituée par plusieurs tronçons, assemblés les uns aux autres par soudage ( 8), comprenant chacun un corps 7 de tronçon et une nervure à deux branches, située en amont du corps 7: une première branche 9 constitue l'extrémité amont du tronçon et s'étend en grande partie sensiblement perpendiculairement aux faces interne 7 A et externe 7 B du corps 7, en étant soudée ( 8) sur la zone d'extrémité de la face externe 7 B du tronçon précédent, et, une deuxième branche 10 raccorde ladite première branche 9 au corps 7 du même tronçon. Des trous 11, d'axes 12 sensiblement perpendiculaires aux faces 7 A et 7 B, de sections généralement circulaires, traversent le corps 7 de chaque tronçon, constituent les passages d'admission dans l'enceinte 4 de l'air de combustion et/ou de l'air de dilution des gaz de combustion et sont situés à proximité de la première branche 9 du tronçon suivant, en étant sensiblement tangents à la ligne 13 matérialisant le raccordement de cette première branche 9 avec le corps 7 du tronçon qu'ils traversent Ces trous Il ont des sections relativement grandes, déterminées en rapport avec les débits d'air de combustion et/ou de dilution nécessaires à l'obtention d'une combustion satisfaisante. Une multitude de petits trous 14, dénommés trous principaux 14 d'air de refroidissement traversent la première branche 9 de chaque nervure et relient à l'espace 6, externe à l'enceinte de combustion 4, un espace lamellaire 15 compris entre la face interne 16 de la nervure ( 9-10) d'un tronçon et la face externe 7 B de l'extrémité aval du tronçon précédent, cet espace lamellaire 15 débouchant dans l'enceinte de combustion 4, sensiblement tangentiellement (direction T) à la face interne 7 A du tronçon comportant ladite nervure Les trous principaux 14 d'air de refroidissement ont des sections notablement plus petites que celles des trous Il d'air de combustion et/ou de dilution, et sont beaucoup plus nombreux que ces trous 11. On note sur la figure 2, d'une part, que la face 7 C délimitant un trou Il est constituée par un profil de raccordement continu t avec la face externe 7 B du corps 7 du tronçon, d'autre part, l'arête 7 D, par laquelle le trou 11 débouche dans l'enceinte de combustion 4, est contenue dans la face interne 7 A du corps 7, aucune saillie ne dépassant cette face interne 7 A. La figure 3 reprend la constitution qui vient d'être donnée de la paroi 2 de la chambre de combustion, en la complétant par des fourreaux cylindriques biseautés 17 qui délimitent les trous Il d'air de combustion et/ou de dilution, ces fourreaux étant obtenus par usinage dans la masse, venant monoblocs avec le corps 7 d'un tronçon et la première branche 9. La figure 4 représente une réalisation analogue à celle de la figure 3, mais complétée par la réalisation d'une multitude de premiers petits trous complémentaires 18, qui sont disposés soit entre deux trous Il successifs d'air de combustion et/ou de dilution, soit plus généralement transversalement par rapport à l'axe de la chambre de combustion, de part et d'autre de chaque trou Il d'air de combustion et/ou de dilution, ces premiers trous complémentaires traversant la paroi du corps 7 du tronçon concerné. La réalisation de la figure 5 est analogue à celle de la figure 4, mais complétée par une multitude de deuxièmes trous complémentaires 19 qui traversent la deuxième branche 10 de la nervure de chaque tronçon de paroi. La réalisation de la figure 6 est une variante de celle de la figure 4 et s'en distingue par le remplacement des fourreaux cylindriques biseautés 17 par des goussets 20, de sections sensiblement triangulaires, fixés, par paires de part et d'autre de chaque trou Il d'air de combustion et/ou de dilution, sur la face externe 7 B du corps 7 d'un tronçon et sur la face externe de la première branche 9 de la nervure du tronçon suivant, par soudage dans la réalisation décrite. Le premier avantage des réalisations décrites réside dans le fait que les trous Il d'air de combustion et/ou d'air de dilution étant tangents aux lignes 13, sont situés le plus près possible de chaque première branche 9 des nervures des divers tronçons de paroi, adjacents aux orifices principaux 14 d'air de refroidissement, et dégagent donc au maximum la partie amont des corps 7 des tronçons dans lesquels ils sont réalisés Or, les faces internes 7 A desdits corps 7, qui doivent être refroidies par l'écoulement de films d'air de refroidissement provenant de l'espace 6, admis dans les espaces lamellaires 15 et injecté tangentiellement (T) aux dites faces internes 7 A, ont le refroidissement le plus satisfaisant lorsque l'air de refroidissement lèche ces faces internes 7 A sur la longueur la plus grande, c'est-à-dire aussi lorsque les trous 11, qui constituent des perturbations en ce qui concerne le processus de constitution des films d'air de refroidissement, dégagent au maximum les corps 7, ce qui est le cas dans les réalisations représentées. L'absence de toutes saillies dépassant les faces internes 7 A des tronçons 7, l'absence de bords tombés pour les trous 11, notamment, rend en outre particulièrement aisée la pose de revêtements réfractaires sur ces faces internes 7 A, tout en évitant bien entendu la création de perturbations des films d'air de refroidissement. De plus, les trous 11 étant adjacents aux nervures ( 9-10) conduisent à créer des configurations dans lesquelles les contraintes mécaniques locales sont limitées, réduites par rapport aux dispositions antérieures connues Une possibilité supplémentaire découle de cette disposition: celle d'adopter des tronçons plus courts, et, par conséquent, plus résistants. L'air de refroidissement traversant les trous principaux 14 d'air de refroidissement, permet la création de films efficaces tangents T aux faces internes 7 A des corps 7 des divers tronçons. Les premiers trous complémentaires 18 permettent l'admission, dans la zone des trous 11 d'admission d'air de combustion et/ou de dilution, d'un complément d'air de refroidissement susceptible d'augmenter l'efficacité des films d'air de refroidissement, précisément dans les zones o la création de ces films risque d'être perturbée. Enfin, les deuxièmes trous complémentaires 19 d'air de t refroidissement permettent de compléter l'alimentation en air des espaces lamellaires 15, notamment en statique. L'adoption ou non des fourreaux 17 de guidage à l'admission de l'air à travers les trous Il d'air de combustion et/ou de dilution, ou des goussets 20, est décidée en fonction des caractéristiques de fonctionnement du turbo-réacteur L'adoption de tels fourreaux ou de tels goussets renforce l'efficacité du remplissage de l'enceinte 4 en air de combustion et/ou de dilution. L'invention n'est pas limitée aux réalisations décrites, mais en couvre au contraire toutes les variantes qui pourraient leur être apportées sans sortir de leur cadre, ni de leur esprit. REVENDICATIONS 1 Chambre de combustion d'une turbomachine délimitée par une paroi ( 2) présentant une face interne ( 7 A) et une face externe ( 7 B) et séparant une enceinte de combustion ( 4) d'un espace ( 6) externe à cette enceinte de combustion, cette paroi comportant une pluralité de tronçons ( 7), l'extrémité amont ( 9-10) du corps ( 7) d'un tronçon déterminé étant placée à l'extérieur et à une certaine distance de l'extrémité aval du tronçon précédent et constituant un recouvrement de cette extrémité aval de manière à ménager un espace lamellaire ( 15) qui, d'une part, est en communication par l'intermédiaire d'au moins un trou principal ( 14) d'air de refroidissement avec l'espace ( 6) externe à l'enceinte de combustion ( 4), en amont dudit recouvrement, d'autre part, débouche dans ladite enceinte de combustion ( 4) sensiblement tangentiellement (T) à la face interne ( 7 A) dudit tronçon déterminé, des trous ( 11) d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution des gaz chauds, d'axes ( 12) perpendiculaires aux faces ( 7 A-7 B) délimitant la paroi ( 7) de chaque tronçon, traversant la paroi du corps dudit tronçon, caractérisée en ce que lesdits trous d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution ( 11) sont immédiatement adjacents aux trous principaux ( 14) d'air de refroidissement. 2 Chambre de combustion selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'une multitude de premiers trous complémentaires ( 18) d'air de refroidissement traversent la zone de chaque tronçon de la paroi située de part et d'autre de chaque trou ( 11) d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution. 3 Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'extrémité amont d'un tronçon, au delà du corps dudit tronçon, est conformée en une nervure à deux branches ( 9,10), dont une première branche ( 9) est sensiblement perpendiculaire aux faces ( 7 A-7 B) du corps du tronçon et est jointive avec la face externe ( 7 B) du tronçon précédent, et dont la deuxième branche ( 10) relie la première branche ( 9) au corps ( 7) dudit tronçon, cependant que ledit au moins un trou principal ( 14) d'air de refroidissement est réalisé sous la forme d'une multitude de trous principaux ( 14) d'air de refroidissement qui traversent ladite première branche ( 9), les trous ( 11) d'air primaire et/ou d'air de dilution étant tangents (T) à l'arête ( 13) de jonction de la première branche ( 9) dudit tronçon avec la face externe ( 7 B) du tronçon précédent. 4 Chambre de combustion selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'un tronçon déterminé est raccordé au tronçon précédent par soudage ( 8) de la première branche ( 9) de sa nervure sur la face externe ( 7 B) dudit tronçon précédent. Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisée en ce qu'une multitude de deuxièmes trous complémentaires ( 19) d'air de refroidissement traversent la deuxième branche ( 10) de ladite nervure. 6 Chambre de combustion selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque trou ( 11) d'admission d'air primaire et/ou d'air de dilution est délimité, du côté de l'enceinte de combustion, par une lisière ( 7 D) contenue dans la face interne ( 7 A) de la paroi ( 7) de manière à ne réaliser aucune saillie à l'intérieur de l'enceinte de combustion ( 4) par rapport à ladite face interne ( 7 A).