Brevet FR2982660A1 — publié le 20130517

CARENAGE DE CHAMBRE DE COMBUSTION DE TURBOMACHINE COMPRENANT DES RESEAUX DE PERCAGES DESCRIPTION Le sujet de l'invention est un carénage de chambre de combustion de turbomachine comprenant des réseaux de perçages. Le fonctionnement des chambres de combustion peut être affecté quand l'air d'alimentation est chargé en eau ou en sable car l'allumage des bougies peut être compromis. Le problème est particulièrement présent dans les chambres de combustion dont la virole extérieure est munie de moyens de création d'une couche d'air, qui provient directement de la veine d'alimentation, s'écoulant sur la face interne, afin de la rafraîchir, car cet écoulement d'air passe devant les électrodes des bougies et détermine donc de façon décisive la composition de l'atmosphère qui les environne et conditionne l'allumage. L'invention a été conçue dans ce contexte et son objet est de contrarier l'arrivée d'air humide ou pollué par des matières telles que du sable devant les électrodes des bougies. Sous une forme générale, elle est relative à un carénage de chambre de combustion turbomachine, comprenant une virole extérieure séparant la chambre d'un écoulement contournant la chambre autour de la chambre, un fond de chambre, et un raccordement entre la virole extérieure et le fond de chambre, le raccordement comprenant une portion parallèle à la portion principale extérieure et une portion de jonction joignant ladite portion parallèle à la virole extérieure, la portion de jonction étant traversée de perçages autorisant une circulation de gaz frais sur une face interne de la virole extérieure, le carénage comprenant encore des bougies installées à travers la virole extérieure en aval de la portion de jonction, caractérisé en ce que les perçages forment un réseau circulaire discontinu en étant absents devant des secteurs angulaires du carénage où les bougies sont établies, mais d'autres perçages traversent la virole extérieure auxdits secteurs angulaires entre la portion de jonction et les bougies. La couche d'air de refroidissement est donc coupée devant les bougies, tout en étant reconstituée par de l'air originaire de la veine qui entoure la virole extérieure ; or cet air est plus sec, pour des raisons qu'on détaillera plus loin. Le rafraîchissement de la virole externe est donc maintenu auprès des bougies, mais avec des risques bien moindres d'empêcher leur allumage. D'autres aspects de l'invention sont une chambre de combustion de turbomachine, une turbomachine et un aéronef incluant ce carénage. Divers autres aspects de l'invention apparaîtront à la description des figures suivantes, qui illustrent une réalisation particulière et non exclusive de l'invention : -la Figure 1 est une vue générale d'une chambre de combustion et de ses alentours, -la Figure 2 illustre la conception classique de rafraîchissement de la virole du carénage devant les bougies, -la Figure 3 représente les modifications caractéristiques de l'invention, -et la Figure 4 est une autre vue représentant l'invention. Une chambre de combustion de turbomachine où l'invention peut être présente est représentée 10 schématiquement à la Figure 1. On rappellera que ces chambres de combustion sont annulaires autour d'un axe de la turbomachine, de sorte que la figure 1 est seulement une demi-coupe le long de l'axe. Un carénage (1) comprend une virole extérieure (2), une virole 15 intérieure (3), toutes deux globalement coniques et concentriques entre elles, et un fond de chambre (4) annulaire joignant les viroles (2 et 3). Le volume interne (16) de la chambre de combustion) est délimité par les viroles (2 et 3) et le fond de chambre (4) et 20 s'ouvre du côté opposé au fond de chambre (4) par une ouverture (5). La chambre de combustion est entourée par un carter extérieur (6) et un carter intérieur (7) qui délimitent une veine d'écoulement (10) que le carénage (1) sépare en deux portions de veine 25 extérieure (8 et 9) qui contournent et longent le carénage (1). L'air de la veine d'écoulement (10) provient d'une tuyère (11) située en face d'une ouverture (12) ménagée entre les bords arrière (13 et 14) des viroles (2 et 3) (dans cette description, 30 « arrière » et « avant » sont considérés en référence au sens de l'écoulement d'air). Des injecteurs de carburant (15) s'étendent à travers le carter extérieur (6), l'ouverture (12) et le fond de chambre (4) jusque dans le volume interne (16). Des bougies (17) traversent aussi le carter extérieur (6) à l'avant des injecteurs de carburant (15) et traversent aussi la virole extérieure (1) pour affleurer dans le volume interne (16). La plus grande partie de l'écoulement d'air emprunte donc les veines (8 et 9) ; mais une portion pénètre sous les carénages (13 et 14) par l'ouverture (12), et elle peut être exploitée pour rafraîchir les viroles (2 et 3). Le fond de chambre (4) est à cet effet raccordé aux viroles (2 et 3) par des portions de raccordement (18). On décrira seulement, en liaison à la Figure 2, celle qui est adjacente à la virole extérieure (2). Elle comprend une portion de guidage (19) parallèle à la virole extérieure (2) et qui sert à canaliser une portion de l'écoulement (20) en lui faisant longer la face interne de la virole extérieure (2), une portion de jonction (22) reliant la portion de guidage (19) à la virole extérieure (2) et une lèvre (21) prolongeant la portion de guidage (19) vers l'avant et qui prolonge donc le guidage de l'écoulement (20) vers les bougies (17). La portion de jonction (22) doit être munie d'un réseau de perçages (23) pour livrer passage à l'écoulement (20). Dans la conception connue que la Figure 2 représente, le réseau de perçages (23) est continu sur toute la circonférence de la portion de jonction (22) et de la chambre de combustion. Il est conforme à l'invention d'interrompre ce réseau de perçages (23) à des secteurs angulaires (24) (Figures 3 et 4) situés devant les bougies (17), tout en y rétablissant l'écoulement (20) au moyen d'un second réseau de perçages (25), qui s'étendent précisément sur les secteurs (24) et à travers la virole extérieure (2). Les perçages (25) du second réseau sont favorablement ménagés à travers une portion de resserrement (26) de la virole extérieure (2), entre deux étendues (27 et 28) dont la première reçoit la portion de jonction (22) et la seconde les bougies (17), et qui s'évasent toutes deux vers l'avant : les perçages et notamment ceux (25) du second réseau aboutissent dans une chambre (29) annulaire de petit volume délimitée principalement par la lèvre (21), la portion de jonction (22) et la portion de resserrement (26) et dans laquelle l'air originaire des perçages (25) est d'abord confiné avant de reprendre une direction (30) semblable à celle du reste de l'écoulement (20), qui le conduit à l'une des bougies (17). Malgré la direction différente des perçages (25) du second réseau, un écoulement régulier longeant la face interne de la virole extérieure (2) est donc rétabli. Or l'air empruntant la portion extérieure (8) de la veine d'écoulement subit un infléchissement vers l'extérieur en contournant le bord arrière (13) de la virole extérieure (2), qui produit une centrifugation de l'eau et des autres impuretés contenues dans l'air et les approche du carter extérieur (6), ce que figure la flèche (31) à la Figure 1. L'air soutiré de la veine extérieure (8) par les perçages (26) du second réseau et qui était éloigné du carter extérieur (6), est donc au contraire de l'air asséché qui ne devrait pas nuire à l'allumage des bougies (17). Les secteurs angulaires (24) peuvent déborder latéralement des bougies (17), comme le représente la Figure 4, et avoir une extension de 10 à 20 degrés environ (note : vous pouvez corriger ces chiffres). L'invention est rendue possible par la pression plus forte dans la portion de veine extérieure (8) que de l'autre côté des perçages (26). Afin d'uniformiser l'écoulement (20) entre les secteurs angulaires (24) et leurs intervalles, on propose que les diamètres D23 et D25 des deux réseaux de perçages (23 et 25) soient dans le rapport donné par la formule suivante :(D25/D23)2 = [(P32-P16)/(P8-P16)]^0.5 Dans cette formule, P32 désigne la pression dans le volume (32) de fond de chambre compris entre la virole extérieure (2) et la portion du guidage (19), P16 la pression à l'intérieur de la chambre de combustion, et P8 la pression dans la portion de veine extérieure (8). Les pas entre les perçages sont identiques pour les deux réseaux. Les perçages (23 et 25) ici mentionnés autorisant des écoulements d'air de rafraîchissement doivent évidemment être distingués d'autres perçages des pièces du carénage (1) et notamment de ceux qui sont destinés à recevoir des boulons d'assemblage, et qui sont donc occupés quand le carénage (1) est assemblé, alors que les perçages (23 et 25) sont toujours ouverts. REVENDICATIONS1) Carénage de chambre de combustion de turbomachine, comprenant une virole extérieure (2) séparant la chambre d'un écoulement contournant la 5 chambre et située autour de la chambre, un fond de chambre (4), et un raccordement (18) entre la virole extérieure et le fond de chambre, le raccordement comprenant une portion de guidage (19) parallèle à la virole extérieure (2) et une portion de jonction (22) 10 joignant ladite portion de guidage (19) à la virole extérieure, la portion de jonction étant traversée de perçages (23) autorisant une circulation de gaz frais sur une face interne de la virole extérieure, le carénage comprenant encore des bougies (17) installées 15 à travers la virole extérieure (2) en aval de la portion de jonction (22), caractérisé en ce que les perçages forment un réseau circulaire discontinu en étant absents devant des secteurs angulaires (24) du carénage où les bougies sont établies, mais d'autres 20 perçages (25) traversent la virole extérieure (2) auxdits secteurs angulaires (24) entre la portion de jonction (22) et les bougies (17). 2) Carénage de chambre de combustion turbomachine suivant la revendication 1, caractérisé en 25 ce que lesdits autres perçages (25) traversent une portion de resserrement (26) de la virole extérieure située entre deux étendues coniques (27, 28) s'évasant vers l'aval de l'écoulement. 3) Carénage de chambre de combustion de 30 turbomachine suivant l'une quelconque des revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le raccordement comprendune lèvre (21) s'étendant vers l'aval de l'écoulement à partir de la portion de jonction (22) et devant lesdits autres perçages (25). 4) Carénage de chambre de combustion de turbomachine suivant l'une quelconque des revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que les autres perçages (25) ont par rapport aux perçages (23) traversant la portion de jonction, un rapport égal à : (D25/D23)2 = [(P32-P16)/(P8-P16)]^0.5, où D23 ET D25 sont un diamètre des perçages (23) traversant la portion de jonction et un diamètre des autres perçages (25), et P8, P16, et P32 sont une pression dans une portion de veine (8) de l'écoulement extérieure à la chambre, une pression d'un volume interne (16) de la chambre et une pression d'un volume de fond de chambre (32) compris entre la virole extérieure (2) et la portion de guidage (19). 5) Chambre de combustion de turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend un carénage suivant l'une quelconque des revendications précédentes. 6) Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend une chambre de combustion suivant la revendication 5. 7) Aéronef, caractérisé en ce qu'il 25 comprend une turbomachine suivant la revendication 6.