Brevet FR3019216A1 — publié le 20151002

DEFLECTEUR DE FOND DE CHAMBRE DE COMBUSTION D'UNE TURBOMACHINE COMPORTANT DES RAINURES SUR LE POURTOUR D'UNE OUVERTURE CENTRALE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine général des chambres de combustion équipant les turbomachines, et plus particulièrement au domaine des déflecteurs de fond de chambre situés dans de telles chambres de combustion. L'invention s'applique à tout type de turbomachines terrestres ou aéronautiques, et notamment aux turbomachines d'aéronef telles que les turboréacteurs et les turbopropulseurs. Elle concerne plus précisément un déflecteur de fond de chambre de combustion d'une turbomachine, une chambre de combustion de turbomachine comportant un tel déflecteur, ainsi qu'une turbomachine comportant une telle chambre de combustion. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une chambre de combustion 11 conventionnelle divergente d'une turbomachine 10 est illustrée, en coupe axiale, sur la figure 1. La chambre de combustion 11 est logée dans une chambre de diffusion 12 qui est un espace annulaire défini entre un carter externe 13 et un carter interne 14. La chambre de combustion 11 comporte deux parois concentriques, formées par une virole interne 15 et une virole externe 16 délimitant un tube à flamme (ou foyer) annulaire. Ces viroles interne 15 et externe 16 sont coaxiales et sensiblement coniques, et s'évasent de l'amont vers l'aval. De plus, les viroles interne 15 et externe 16 de la chambre de combustion 11 sont reliées entre elles vers l'amont de la chambre de combustion 11 par un fond de chambre 17. Le fond de chambre 17 se présente sous la forme d'une pièce annulaire tronconique, s'étendant entre deux plans sensiblement transversaux en s'évasant de l'amont vers l'aval. Le fond de chambre 17 est en outre traversé par des systèmes d'injection 18 à travers lesquels passent des injecteurs 19 qui introduisent du carburant à l'extrémité amont de la chambre de combustion 11 où se déroulent les réactions de combustion. En outre, une tuyère 20 de compresseur fournit l'air comprimé servant au fonctionnement de la turbomachine 10 en alimentant la chambre de diffusion 12 dans laquelle le tube à flamme constituant la chambre de combustion 11 est plongé. Les conduits d'alimentation traversent la chambre de diffusion 12 et aboutissent à des systèmes de pompage de carburant 21 à l'extérieur de la vanne d'écoulement. Les réactions de combustion qui se produisent dans la chambre de combustion 11 ont pour effet de faire rayonner de la chaleur de l'aval vers l'amont en direction du fond de chambre 17. Ainsi, en fonctionnement, le fond de chambre 11 est soumis à de fortes températures. Afin de le protéger, des écrans thermiques sectorisés, encore appelés déflecteurs 1, sont interposés entre le foyer et les parois du fond de chambre 17, comme on peut le voir sur la figure 1. On a par ailleurs représenté sur la figure 2, en perspective, un exemple d'un tel déflecteur 1 utilisé pour la protection thermique de la paroi du fond 17 de chambre de combustion 11 de la turbomachine 10. Le déflecteur 1 se présente sous la forme d'une plaque sensiblement plane fixée par brasage sur le fond de chambre 17 avec une ouverture centrale 2 pour le passage d'un système d'injection 18. Il comporte deux murets latéraux (ou nervures) 3a, 3b le long des bords radiaux pour le rigidifier, tournés vers la paroi du fond de chambre 17, et deux languettes 4a, 4b de guidage d'air le long des bords transversaux, tournées vers le foyer et ménageant un espace avec les viroles interne 15 et externe 16 de la chambre de combustion 11. Le nombre de déflecteurs 1 dans la chambre de combustion 11 est identique au nombre de systèmes d'injection 18. Les déflecteurs 1 sont refroidis par les impacts de jets d'air de refroidissement pénétrant dans la chambre de combustion 11 à travers des orifices de refroidissement 22 percés dans le fond de chambre 17. En particulier, les orifices de refroidissement 22 peuvent être obtenus par une multi-perforation du fond de chambre 17, par exemple de maille triangulaire ou trapézoïdale. L'air formant ces jets, s'écoulant de l'amont vers l'aval, et guidé par des carénages de chambre 23, traverse le fond de chambre 17 à travers les orifices de refroidissement 22, et vient impacter la face amont des déflecteurs 1. L'air est ensuite guidé radialement vers l'intérieur et l'extérieur du foyer pour initier le film de refroidissement 24a de la virole interne 15 et le film de refroidissement 24b de la virole externe 16. Ce guidage le long des déflecteurs 1 est assuré par les murets latéraux 3a, 3b orientés radialement. Néanmoins, la solution présentée ci-dessus, mettant en oeuvre des murets latéraux 3a, 3b le long des bords radiaux des déflecteurs 1, pour assurer le refroidissement des déflecteurs 1 de la chambre de combustion 11, n'est pas entièrement satisfaisante. En particulier, le refroidissement n'est pas nécessairement réalisé de façon suffisante pour assurer un fonctionnement optimal de la chambre de combustion 11. EXPOSÉ DE L'INVENTION Il existe ainsi un besoin pour proposer une solution alternative pour permettre le refroidissement de déflecteurs d'une chambre de combustion de turbomachine. En particulier, il existe un besoin pour améliorer la tenue thermique des déflecteurs de chambre de combustion de turbomachine. L'invention a pour but de remédier au moins partiellement aux besoins mentionnés ci-dessus et aux inconvénients relatifs aux réalisations de l'art antérieur. L'invention a ainsi pour objet, selon l'un de ses aspects, un déflecteur de fond de chambre de combustion d'une turbomachine, comportant deux bords radiaux, deux bords transversaux et une ouverture centrale pour le passage d'un système d'injection de la chambre de combustion, caractérisé en ce que le pourtour de l'ouverture centrale comporte une pluralité de rainures, ou fentes, configurées pour imprimer un mouvement de convection rotative à l'air alimentant l'ouverture centrale afin de refroidir le déflecteur. Grâce à l'invention, il est possible d'améliorer le processus de refroidissement des déflecteurs d'une chambre de combustion de turbomachine en comparaison avec les solutions connues, notamment telles que présentées précédemment. L'air de refroidissement des déflecteurs de la chambre de combustion de turbomachine peut en particulier être guidé selon un cheminement alternatif de façon à permettre un refroidissement des déflecteurs par au moins deux flux d'air, l'un impactant les déflecteurs par l'amont et l'autre impactant les déflecteurs par l'aval. De cette façon, les déflecteurs peuvent avoir un rôle d'écran thermique à double refroidissement. Le déflecteur selon l'invention peut en outre comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes prises isolément ou suivant toutes combinaisons techniques possibles. De façon avantageuse, les rainures peuvent être situées sur tout le pourtour de l'ouverture centrale. De plus, les rainures formées sur le pourtour de l'ouverture centrale peuvent s'étendre sensiblement axialement, c'est-à-dire selon l'axe principal de l'ouverture centrale du déflecteur ou encore selon l'axe de la turbomachine. Autrement dit, les rainures peuvent s'étendre sensiblement perpendiculairement au plan principal du déflecteur, qui englobe les bords radiaux et les bords transversaux du déflecteur. Par ailleurs, le pourtour de l'ouverture centrale du déflecteur peut comporter une pièce annulaire s'étendant sensiblement axialement. De plus, les rainures peuvent être obtenues par la formation d'entailles sur la pièce annulaire. En outre, chaque rainure peut s'étendre sensiblement selon un axe du plan principal du déflecteur ne passant pas par le point central de l'ouverture centrale. Autrement dit, chaque rainure peut ne pas s'étendre radialement, à savoir selon un axe perpendiculaire à l'axe principal de l'ouverture centrale du déflecteur. Les rainures peuvent tout particulièrement être formées sur le pourtour de l'ouverture centrale selon un même sens de rotation, c'est-à-dire que les directions selon lesquelles s'étendent les rainures vers l'ouverture centrale sont formées selon un même sens de rotation, par exemple le sens antihoraire. De cette façon, il peut être possible de générer un mouvement de convection dans le même sens de rotation à l'air alimentant l'ouverture centrale. Par ailleurs, l'invention a encore pour objet, selon un autre de ses aspects, une chambre de combustion de turbomachine, comportant deux parois concentriques formées par une virole interne et une virole externe délimitant un foyer annulaire de la chambre de combustion, les viroles interne et externe étant reliées entre elles en amont de la chambre de combustion par un fond de chambre, caractérisée en ce que le fond de chambre de la chambre de combustion comporte au moins un déflecteur tel que défini précédemment. Les rainures dudit au moins un déflecteur peuvent avantageusement être formées sur la face amont dudit au moins un déflecteur en regard du fond de chambre, de sorte à pouvoir assurer un refroidissement du déflecteur par l'aval. En outre, l'invention a également pour objet, selon un autre de ses aspects, une turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre de combustion telle que définie précédemment. La chambre de combustion et la turbomachine selon l'invention peuvent comporter l'une quelconque des caractéristiques précédemment énoncées, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles avec d'autres caractéristiques. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention pourra être mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif de celle-ci, ainsi qu'à l'examen des figures, schématiques et partielles, du dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 illustre, en coupe axiale, un exemple de chambre de combustion de turbomachine, - la figure 2 représente, en perspective, un exemple d'un déflecteur utilisé pour la protection thermique de la paroi du fond de chambre de combustion d'une turbomachine, - la figure 3 représente, en perspective, un exemple de déflecteur de chambre de combustion de turbomachine conforme à l'invention, - la figure 4 représente, partiellement et en vue de face, un ensemble de trois déflecteurs de chambre de combustion de turbomachine tels que celui de la figure 3, et - la figure 5 illustre, en coupe axiale partielle, l'utilisation de déflecteurs tels que celui de la figure 3 dans une chambre de combustion de turbomachine. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. De plus, les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. EXPOSÉ DÉTAILLÉ D'UN MODE DE RÉALISATION PARTICULIER Dans toute la description, il est noté que les termes amont et aval sont à considérer par rapport à une direction principale F d'écoulement normal des gaz (de l'amont vers l'aval) pour une turbomachine 10. Par ailleurs, on appelle axe T de la turbomachine 10, l'axe de symétrie radiale de la turbomachine 10. La direction axiale de la turbomachine 10 correspond à l'axe de rotation T de la turbomachine 10. Une direction radiale de la turbomachine 10 est une direction perpendiculaire à l'axe T de la turbomachine 10. En outre, sauf précision contraire, les adjectifs et adverbes axial, radial, axialement et radialement sont utilisés en référence aux directions axiale et radiale précitées. De plus, sauf précision contraire, les termes intérieur et extérieur sont utilisés en référence à une direction radiale de sorte que la partie intérieure d'un élément est plus proche de l'axe T de la turbomachine 10 que la partie extérieure du même élément. Les figures 1 et 2 ont déjà été décrites précédemment dans la partie relative à l'état de la technique antérieure. En référence aux figures 3 à 5, on a illustré un exemple de réalisation d'un déflecteur 1 conforme à l'invention pour une chambre de combustion 11 d'une turbomachine 10. Les éléments de la turbomachine 10, et notamment ceux de la chambre de combustion 11, déjà décrits précédemment en référence à la figure 1 ne sont pas repris ci-après. Toutefois, le déflecteur 1 selon l'invention peut équiper une turbomachine 10 et une chambre de combustion 11 telles que décrites précédemment. Plus particulièrement, la figure 3 représente, en perspective, un exemple de déflecteur 1 conforme à l'invention pour une chambre de combustion 11 de turbomachine 10, et la figure 4 représente, partiellement et en vue de face, un ensemble de trois déflecteurs 1 semblables à celui de la figure 3. Les déflecteurs 1 sont utilisés pour la protection thermique de la paroi du fond 17 de la chambre de combustion 11 de la turbomachine 10. Chaque déflecteur 1 se présente sous la forme d'une plaque sensiblement plane, et est fixé par brasage sur le fond 17 de la chambre de combustion 11. Chaque déflecteur 1 comporte par ailleurs une ouverture centrale 2 pour le passage d'un système d'injection 18. Il comporte de plus deux murets latéraux 3a et 3b le long de ses bords radiaux afin de le rigidifier. Ces murets latéraux 3a et 3b sont tournés vers la paroi du fond 17 de la chambre de combustion 11. En outre, chaque déflecteur 1 comporte deux languettes 4a et 4b de guidage d'air le long de ses bords transversaux. Ces languettes 4a et 4b sont tournées vers le foyer et ménagent un espace avec les viroles interne 15 et externe 16 de la chambre de combustion 11. Cet espace ménagé entre les languettes 4a, 4b et les viroles interne 15 et externe 16 de la chambre de combustion 11 peut permettre de faciliter le montage des déflecteurs 1 sur la turbomachine 10. Plus précisément, comme on peut le voir sur la figure 5 qui illustre schématiquement, en coupe axiale partielle, l'utilisation des déflecteurs 1 conformes à l'invention dans la chambre de combustion 11 de la turbomachine 10, des jeux J1 et J2 sont respectivement créés entre l'extrémité des déflecteurs 1, à savoir les languettes 4a et 4b, et la virole interne 15 de la chambre de combustion 11, et entre l'extrémité des déflecteurs 1 et la virole externe 16 de la chambre de combustion 11. Ces jeux J1 et J2 présentent par exemple une longueur inférieure ou égale à 0,25 mm. Comme décrit précédemment, les déflecteurs 1 sont refroidis par les impacts de jets d'air de refroidissement pénétrant dans la chambre de combustion 11 à travers les orifices de refroidissement 22 percés dans le fond de chambre 17 (voir figure 5). Ces orifices de refroidissement 22 sont obtenus par une multi-perforation du fond de chambre 17, par exemple de maille triangulaire ou trapézoïdale. L'air formant ces jets, s'écoulant de l'amont vers l'aval, traverse le fond de chambre 17 à travers les orifices de refroidissement 22, et vient impacter la face amont des déflecteurs 1. L'air est ensuite guidé radialement vers l'intérieur et l'extérieur du foyer, respectivement par le biais des jeux J1 et J2, pour initier le film de refroidissement 24a de la virole interne 15 et le film de refroidissement 24b de la virole externe 16. Ce guidage le long des déflecteurs 1 est assuré par les murets latéraux 3a, 3b des déflecteurs 1 orientés radialement. Cependant, un tel principe de refroidissement des déflecteurs 1 ne s'avère pas suffisamment satisfaisant pour le fonctionnement optimal de la chambre de combustion 11. Aussi, conformément à l'invention et comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, le pourtour 2a de l'ouverture centrale 2 de chaque déflecteur 1 comporte une pluralité de rainures 5 configurées pour imprimer un mouvement de convection rotative à l'air A alimentant l'ouverture centrale 2 afin de refroidir le déflecteur 1 par l'aval. En particulier, ces rainures 5 peuvent s'étendre sensiblement axialement sur le pourtour 2a de l'ouverture centrale 2. Autrement dit, les rainures 5 peuvent s'étendre sensiblement selon des axes R1 qui sont parallèles à l'axe principal T1 du déflecteur 1 (représenté sur la figure 3), lui-même parallèle à l'axe de rotation T de la turbomachine 10. Les rainures 5 s'étendent donc sensiblement perpendiculairement au plan principal de chaque déflecteur 1, qui englobe les bords radiaux 3a, 3b et les bords transversaux 4a, 4b de chaque déflecteur 1. Sur la figure 4, ce plan principal de chaque déflecteur 1 correspond au plan de la feuille. Par ailleurs, comme il est représenté sur les figures 3 et 4, et également sur la figure 2, le pourtour 2a de l'ouverture centrale 2 du déflecteur 1 peut comporter une pièce annulaire 6 qui s'étend sensiblement axialement, à savoir selon l'axe principal T1 du déflecteur 1. Alors, les rainures 5 sont par exemple obtenues par la formation d'entailles sur cette pièce annulaire 6. En outre, comme il ressort de la figure 4, chaque rainure 5 s'étend préférentiellement sensiblement selon un axe R2 du plan principal du déflecteur 1 qui ne passe pas par le point central C de l'ouverture centrale 2. Autrement dit, chaque rainure 5 peut ne pas s'étendre radialement, à savoir selon un axe perpendiculaire à l'axe principal T1 de l'ouverture centrale 2 du déflecteur 1. Les rainures 5 sont en outre formées sur le pourtour 2a de l'ouverture centrale 2 selon un même sens de rotation, en particulier le sens antihoraire, de sorte à pouvoir générer un mouvement de convection à l'air A alimentant l'ouverture centrale 2 dans le même sens de rotation. De façon avantageuse, les rainures 5 de chaque déflecteur 1 peuvent ainsi permettre d'obtenir un nouveau mode de refroidissement du déflecteur 1 qui vient s'ajouter au flux d'air qui impacte la face amont du déflecteur 1 par le biais des orifices de refroidissement 22. Plus précisément, pour chaque déflecteur 1, l'air de refroidissement A qui passe par les orifices de refroidissement 22 prend deux directions. Comme on peut le voir sur la figure 5, la première direction correspond à un cheminement vers l'espace ménagé entre l'extrémité du déflecteur 1 et une virole de chambre, autrement dit la formation d'un film de refroidissement 24a du côté de la virole interne 15 de la chambre de combustion 11 ou la formation d'un film de refroidissement 24b du côté de la virole externe 16 de la chambre de combustion 11. La deuxième direction correspond quant à elle au cheminement de l'air au travers des rainures 5 de l'ouverture centrale 2 de chaque déflecteur 1 pour permettre un refroidissement du déflecteur 1 par l'aval, autrement dit la formation d'un flux de refroidissement aval 25a du côté de la virole interne 15 de la chambre de combustion 11 et d'un flux de refroidissement aval 25b du côté de la virole externe 16 de la chambre de combustion 11. En particulier, l'air qui passe par les rainures 5 de chaque déflecteur 1 va subir au moins trois états El, E2 et E3, représentés par des flèches sur les figures 3, 4 et 5, afin de permettre le refroidissement du déflecteur 1. Dans un premier état El, l'air issu des orifices de refroidissement 22 sert à l'alimentation en air des rainures 5 de chaque déflecteur 1. Ensuite, dans un deuxième état E2, l'air est entraîné en rotation grâce aux rainures 5 de chaque déflecteur 1. Puis, dans un troisième état E3, l'air permet le refroidissement de chaque déflecteur 1 par l'aval (i.e. du côté du foyer) par l'intermédiaire d'une convection rotative issue de l'effet centrifuge. Cet air va ensuite pouvoir se mélanger à l'air issu des films de refroidissement 24a et 24b. Ainsi, l'invention peut donc permettre de refroidir chaque déflecteur 1 par le biais d'au moins deux flux d'air de refroidissement, à savoir un premier flux d'air qui correspond de façon classique à l'impact de l'air provenant des orifices de refroidissement 22 en amont de chaque déflecteur 1, et un deuxième flux d'air qui correspond au refroidissement selon l'invention en aval de chaque déflecteur 1 par mouvement de convection rotative généré par les rainures 5 de chaque déflecteur 1. Par ailleurs, le flux de refroidissement aval 25a ou 25b peut permettre, dans l'état E2 où il se trouve mis en rotation au niveau de l'ouverture centrale 2 de chaque déflecteur 1, d'éviter un éventuel dépôt de coke entre le fond 17 de la chambre de combustion 11 et le bol 26 de celle-ci. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation qui vient d'être décrit. Diverses modifications peuvent y être apportées par l'homme du métier. L'expression « comportant un » doit être comprise comme étant synonyme de « comportant au moins un », sauf si le contraire est spécifié. REVENDICATIONS1. Déflecteur (1) de fond (17) de chambre de combustion (11) d'une turbomachine (10), comportant deux bords radiaux (3a, 3b), deux bords transversaux (4a, 4b) et une ouverture centrale (2) pour le passage d'un système d'injection (18) de la chambre de combustion (11), caractérisé en ce que le pourtour (2a) de l'ouverture centrale (2) comporte une pluralité de rainures (5) configurées pour imprimer un mouvement de convection rotative à l'air (A) alimentant l'ouverture centrale (2) afin de refroidir le déflecteur (1). 2. Déflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rainures (5) formées sur le pourtour (2a) de l'ouverture centrale (2) s'étendent sensiblement axialement. 3. Déflecteur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le pourtour (2a) de l'ouverture centrale (2) du déflecteur (1) comporte une pièce annulaire (6) s'étendant sensiblement axialement, et en ce que les rainures (5) sont obtenues par la formation d'entailles sur la pièce annulaire (6). 4. Déflecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque rainure (5) s'étend sensiblement selon un axe (R2) du plan principal du déflecteur (1) ne passant pas par le point central (C) de l'ouverture centrale (2). 5. Déflecteur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les rainures (5) sont formées sur le pourtour (2a) de l'ouverture centrale (2) selon un même sens de rotation, de sorte à générer un mouvement de convection dans le même sens de rotation à l'air (A) alimentant l'ouverture centrale (2). 6. Chambre de combustion (11) de turbomachine (10), comportant deux parois concentriques formées par une virole interne (15) et une virole externe (16)délimitant un foyer annulaire de la chambre de combustion (11), les viroles interne (15) et externe (16) étant reliées entre elles en amont de la chambre de combustion (11) par un fond de chambre (17), caractérisée en ce que le fond de chambre (17) de la chambre de combustion (11) comporte au moins un déflecteur (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 7. Chambre de combustion selon la revendication 6, caractérisée en ce que les rainures (5) dudit au moins un déflecteur (1) sont formées sur la face amont dudit au moins un déflecteur (1) en regard du fond de chambre (17). 8. Turbomachine (10), caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre de combustion (11) selon la revendication 6 ou 7.10