Brevet FR2945837A1 — publié le 20101126

RAMPE D'ALIMENTATION D'UNE CHAMBRE DE COMBUSTION OU DE POST-COMBUSTION DE TURBOMACHINE La présente invention concerne une rampe d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion ou de post-combustion d'une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Une rampe d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion ou de post-combustion a une forme annulaire et comprend une arrivée de carburant et une pluralité d'orifices de sortie de carburant répartis sur la circonférence du conduit. Le montage d'une telle rampe dans une turbomachine est généralement réalisé de manière à ce que l'arrivée de carburant soit positionnée en position inférieure, c'est-à-dire à six heures par rapport au cadran d'une montre et la section du conduit est constante sur toute sa circonférence. Le carburant s'écoule dans le sens des aiguilles d'une montre et dans le sens inverse depuis la partie inférieure jusqu'à la partie supérieure diamétralement opposée à l'arrivée de carburant. L'effet conjugué de la gravité et des prélèvements successifs de carburant dans le conduit depuis la position inférieure jusqu'à la position supérieure conduit à une diminution de la vitesse d'écoulement du carburant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'arrivée de carburant. Ainsi, le débit est plus faible dans les orifices de sortie éloignés de l'arrivée de carburant comparativement au débit dans les orifices de sortie à proximité de l'arrivée de carburant Cette diminution des débits de carburant peut conduire à une alimentation en carburant inhomogène de la chambre de combustion ou de post-combustion et réduire les performances de la turbomachine. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple efficace et économique à ces inconvénients. A cette fin, elle propose une rampe d'alimentation en carburant d'une 30 chambre de combustion ou de post combustion de turbomachine, comprenant un conduit de forme annulaire comportant une arrivée de carburant en partie inférieure lorsque la rampe est montée dans une turbomachine et des orifices de sortie de carburant répartis sur la circonférence du conduit, caractérisée en ce que la section du conduit diminue depuis l'arrivée de carburant jusqu'à la partie du conduit diamétralement opposée à cette arrivée, de manière à uniformiser la vitesse d'écoulement du carburant sur la circonférence du conduit. La réalisation d'une rampe d'alimentation en carburant dont la section diminue sur la circonférence à mesure que l'on s'éloigne de l'arrivée de carburant permet de rétablir une vitesse sensiblement uniforme sur la circonférence du conduit. Le débit de carburant est ainsi sensiblement le même dans tous les orifices de sortie sur la circonférence du conduit de la rampe d'alimentation en carburant. Lorsque la rampe est destinée à être montée dans une chambre de combustion en aval d'un compresseur haute pression d'une turbomachine, les pertes de charge dans la rampe à carburant sont ainsi optimisées et les performances générales de la chambre de combustion améliorées. Selon une autre caractéristique de l'invention, le conduit est symétrique par rapport à un plan axial contenant un diamètre du conduit et passant par l'arrivée de carburant. Le conduit peut être formé de plusieurs secteurs de conduit incurvés et agencés bout à bout, chaque secteur de conduit ayant une section qui diminue depuis une extrémité inférieure jusqu'à une extrémité supérieure. Dans un exemple particulier de réalisation de l'invention, la rampe comprend quatre secteurs de conduit et seize orifices de sortie de carburant répartis sur la circonférence de la rampe et communiquant avec autant de conduites de raccordement à des injecteurs. L'invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, du type décrit ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une rampe d'alimentation en carburant du type décrit ci-dessus. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un système d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion d'une turbomachine selon la technique connue ; la figure 2 est une vue très schématique en coupe axiale d'une rampe d'alimentation en carburant de la figure 1 ; la figure 3 est une vue très schématique en coupe axiale d'une rampe d'alimentation en carburant selon l'invention. On a représenté en figure 1 un système 10 d'alimentation en carburant d'une chambre annulaire de combustion d'une turbomachine agencée en sortie d'un compresseur haute pression (non représenté) et qui est porté par un carter cylindrique externe 12 de la chambre de combustion, ce carter 12 comportant à ses extrémités axiales des brides annulaires 14 de fixation sur des carters correspondants du compresseur haute pression et d'une turbine (non représentée) de la turbomachine. Le système 10 comprend une rampe annulaire 16 d'alimentation en carburant qui s'étend autour du carter 12, à distance de celui-ci, et qui est reliée d'une part à des moyens d'amenée de carburant, et d'autre part à des d'injecteurs 18 par l'intermédiaire de conduites de raccordement 33. Les injecteurs sont fixés sur le carter 12 et comprennent chacun un conduit 20 qui s'étend à l'intérieur du carter 12 à travers un orifice 22 de celui-ci. Les injecteurs 18 sont maintenus sur le carter au moyen de plaquettes 26 qui obturent les orifices 22 et qui sont fixées au carter 12 par des vis 28 lesquelles servent également à la fixation de moyens 30 de support de la rampe 16 au carter 12. En figure 2, la rampe 16 est représentée dans sa position de montage dans le système d'alimentation de la figure 1 et comprend un conduit 32 de forme annulaire comportant une arrivée de carburant 34 en position inférieure, c'est-à-dire à six heures par rapport au cadran d'une montre. Le conduit 32 comprend également des orifices de sortie 36 de carburant débouchant chacun dans une conduite de raccordement 38 à un injecteur. Le conduit 32 est symétrique par rapport à un plan axial contenant un diamètre du conduit et passant par l'arrivée de carburant 34. Le carburant entrant dans le conduit par l'arrivée 34 se divise en un flux s'écoulant dans le sens des aiguilles d'une montre et en un flux s'écoulant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, et s'écoule à travers les orifices de sortie de carburant jusqu'à atteindre ceux situés dans la partie du conduit diamétralement opposée à l'arrivée 34. Le conduit d'alimentation 32 a une section constante sur sa circonférence, ce qui conduit du fait du positionnement de l'arrivée de carburant en position inférieure et de l'effet de la gravité conjugué aux prélèvements successifs de carburant sur la circonférence du conduit à une diminution de la vitesse d'écoulement du carburant sur la circonférence du conduit 32 et donc à des hétérogénéités d'alimentation en carburant de la chambre de combustion. L'invention apporte une solution à ce problème ainsi qu'à ceux mentionnés précédemment en réalisant un conduit d'alimentation en carburant 38 dont la section diminue depuis l'arrivée de carburant 34 jusqu'à la partie du conduit diamétralement opposée à cette arrivée (figure 3). Ainsi, le conduit 38 présente une section plus grande en partie inférieure 40 qu'en partie haute 42. Ce conduit 38 peut être formé d'une seule pièce ou bien être formé de plusieurs secteurs de conduit incurvés et agencés bout à bout. Dans ce dernier cas, chaque secteur de conduit a une section qui diminue depuis une extrémité inférieure jusqu'à une extrémité supérieure lorsque celui-ci est monté pour former le conduit annulaire 38 d'alimentation en carburant. Dans une réalisation particulière de l'invention, le conduit 38 est formée de quatre secteurs de conduit et seize orifices de sortie 36 de carburant sont répartis sur la circonférence du conduit 38 et communiquent avec autant de conduites 33 de raccordement aux injecteurs 18. L'invention présente ainsi l'avantage, par rapport à la technique antérieure, d'uniformiser la vitesse d'écoulement du carburant sur la circonférence de la rampe d'alimentation et donc d'uniformiser le débit carburant au niveau des orifices de sortie. Cette amélioration conduit à une homogénéisation circonférentielle de l'alimentation en carburant et donc à limiter les pertes de charge dans la rampe de carburant. L'invention s'avère particulièrement intéressante dans les cas de fortes accélérations en limitant les variations circonférentielles du débit d'alimentation de carburant dans la chambre de combustion. Dans ce qui précède, l'invention a été décrite en référence à une chambre de combustion annulaire de turbomachine. Toutefois, l'invention s'applique également à une chambre de post-combustion permettant le ré-allumage des gaz sortants d'une turbine basse pression. Ce type de chambre de post-combustion, bien connue de l'homme du métier, est monté à l'intérieur d'un carter d'échappement en sortie de turbine et les orifices de sortie de carburant à la différence de la chambre de combustion décrite ci-dessus ne sont pas reliés à des injecteurs mais permettent directement une pulvérisation du carburant en aval de la turbine. REVENDICATIONS1. Rampe d'alimentation en carburant d'une chambre de combustion ou de post-combustion de turbomachine, comprenant un conduit (38) de forme annulaire comportant une arrivée de carburant (34) en partie inférieure lorsque la rampe est montée dans une turbomachine et des orifices de sortie (36) de carburant répartis sur la circonférence du conduit (38), caractérisée en ce que la section du conduit (38) diminue depuis l'arrivée de carburant (34) jusqu'à la partie du conduit diamétralement opposée à cette arrivée (34), de manière à uniformiser la vitesse d'écoulement du carburant sur la circonférence du conduit (38). 2. Rampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le conduit (38) est symétrique par rapport à un plan axial contenant un diamètre du 15 conduit (38) et passant par l'arrivée (34) de carburant. 3. Rampe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le conduit (38) est formé de plusieurs secteurs de conduit incurvés et agencés bout à bout, chaque secteur de conduit ayant une section qui diminue depuis une extrémité inférieure jusqu'à une extrémité supérieure. 20 4. Rampe selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend quatre secteurs de conduit. 5. Rampe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend seize orifices de sortie (36) de carburant communiquant avec autant de conduites de raccordement (33) à des injecteurs (18). 25 6. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une rampe d'alimentation en carburant selon l'une des revendications précédentes.