Brevet FR3067792A1 — publié le 20181221

Injecteur de carburant à jet plat pour une turbomachine d'aéronef et son procédé de fabrication DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un injecteur de carburant à jet plat pour une turbomachine d'aéronef et son procédé de fabrication. ETAT DE L'ART L'état de l'art comprend notamment les documents FR-A1-2 971 039 et FR-A1-3 013 805. Un mélange d'air comprimé et de carburant approprié est en général injecté dans une chambre de combustion de turbomachine à l'aide d'un ou plusieurs injecteurs. Les injecteurs sont par exemple fixés sur un carter et traversent des orifices d'une paroi de chambre en vue de l'éjection de carburant à l'intérieur de la chambre, sous forme d'une nappe de gouttelettes de carburant. Un injecteur de carburant 10 à jet plat, tel que celui représenté aux figures 1 à 4, comprend classiquement un corps 12 de forme générale allongée présentant un axe d'allongement A. Le corps 12 comporte une première extrémité longitudinale 14 d'alimentation en carburant et une seconde extrémité longitudinale 16 d'éjection d'un jet plat de carburant. Cette seconde extrémité 16 comporte une portion tubulaire 18 de forme générale allongée présentant un axe d'allongement B sensiblement perpendiculairement à l'axe d'allongement A. La portion tubulaire 18 a ses deux extrémités longitudinales 20 ouvertes configurées pour former respectivement deux entrées de flux de carburant distincts (flèches 22) destinés à se rencontrer sensiblement au milieu de la portion tubulaire qui comporte au moins une fente 24 d'éjection du jet de carburant (flèche 26). Les caractéristiques géométriques de la nappe de gouttelettes (angle de jet, diamètre des gouttelettes, etc.) dépendent notamment de l'écoulement (vitesse, débit et écoulements secondaires) du carburant dans l'injecteur juste avant son éjection. Les solutions techniques actuelles pour 2 guider le carburant dans l'injecteur, emploient usuellement la portion tubulaire 18 précitée. Dans la technique actuelle, cette portion tubulaire 18 est formée par un micro-tube rapporté et fixé dans le corps 12. L'intégration du micro tube 5 dans le corps de l'injecteur comprend de nombreuses étapes et est complexe. En effet, le volume dans lequel est intégré le micro-tube est petit et difficilement accessible du fait notamment de la présence d'un système d'air de purge autour de l'écoulement de carburant à l'intérieur de l'injecteur. L'assemblage du micro-tube est ainsi techniquement délicat et 10 coûteux. Plus précisément, l'intégration du micro-tube dans l'injecteur nécessite plusieurs étapes de fabrication : le perçage du corps 12 de l'injecteur, l'ajout du micro-tube (obstrué pour ne pas être bouché lors des opérations de fabrication), le brasage du mini-tube, la découpe du mini- 15 tube, le rebouchage des orifices du corps de l'injecteur et l'usinage du micro-tube. L'ensemble de ces étapes présente des risques importants de dégradation et/ou de bouchage du micro-tube. EXPOSE DE L'INVENTION La présente invention propose un perfectionnement à la technologie 20 décrite ci-dessus, qui représente une solution simple, efficace et économique à au moins une partie des problèmes évoqués ci-dessus. L'invention propose un injecteur de carburant à jet plat pour une turbomachine d'aéronef, comprenant un corps de forme générale allongée présentant un axe d'allongement A, ledit corps comportant une première 25 extrémité longitudinale d'alimentation en carburant et une seconde extrémité longitudinale d'éjection d'un jet plat de carburant, ladite seconde extrémité comportant une portion tubulaire de forme générale allongée présentant un axe d'allongement B sensiblement perpendiculairement audit axe d'allongement A, ladite portion tubulaire ayant ses deux extrémités 30 longitudinales ouvertes configurées pour former respectivement deux entrées de flux de carburant distincts destinés à se rencontrer sensiblement 3 au milieu de ladite portion tubulaire qui comporte au moins une fente d'éjection dudit jet de carburant, caractérisé en ce que ledit corps et ladite portion tubulaire sont formés d'une seule pièce. La fabrication de l'injecteur est ainsi simplifiée puisqu'il n'est plus 5 nécessaire de rapporter et fixer la partie tubulaire telle qu'un micro-tube dans le corps de l'injecteur. La fabrication de l'injecteur est donc très simplifiée par rapport à la technique antérieure et au moins certains des inconvénients décrits plus haut sont supprimés. L'injecteur selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des 10 caractéristiques ci-dessous, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres : - ledit corps et ladite portion tubulaire sont réalisés en métal, - ladite première extrémité longitudinale dudit corps est reliée à une base de fixation qui est formée d'une seule pièce avec ledit corps, 15 - ledit corps comprend un conduit longitudinal interne s'étendant entre lesdites première et seconde extrémités longitudinales et en communication fluidique avec lesdites extrémités de la portion tubulaire, - ledit corps comprend au moins un canal longitudinal interne de passage d'air, s'étendant jusqu'à ladite seconde extrémité longitudinale et 20 débouchant au niveau de ladite extrémité, - ledit au moins un canal de passage d'air est en communication fluidique avec une rangée annulaire d'orifices d'alimentation en air formés à la périphérie du corps et s'étendant autour dudit axe d'allongement A, - la portion tubulaire a un diamètre interne compris en 0,2 mm et 0,8 mm, 25 et - la fente d'éjection a une épaisseur ou dimension le long de l'axe B, qui est compris entre 0,1 mm et 0,5 mm. La présente invention concerne encore une turbomachine d'aéronef, comportant une chambre de combustion dont une paroi est traversée par 30 un injecteur tel que décrit ci-dessus. 4 La présente invention concerne également un procédé de fabrication d'un injecteur de carburant à jet plat, cet injecteur comprenant un corps de forme générale allongée présentant un axe d'allongement A, ledit corps comportant une première extrémité longitudinale d'alimentation en 5 carburant et une seconde extrémité longitudinale d'éjection d'un jet plat de carburant, ladite seconde extrémité comportant une portion tubulaire de forme générale allongée présentant un axe d'allongement B sensiblement perpendiculairement audit axe d'allongement A, ladite portion tubulaire ayant ses deux extrémités longitudinales ouvertes configurées pour former 10 respectivement deux entrées de flux de carburant distincts destinés à se rencontrer sensiblement au milieu de ladite portion tubulaire qui comporte au moins une fente d'éjection dudit jet de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend l'usinage d'un bloc de matière de façon à réaliser d'une seule pièce ledit corps et ladite portion tubulaire. 15 L'usinage est de préférence réalisé par électroérosion. Avantageusement, ladite portion tubulaire est évidée par passage d'une électrode d'électroérosion à travers un trou périphérique dudit corps, qui est ensuite obturé par apport de matière. DESCRIPTION DES FIGURES 20 L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un injecteur de 25 carburant à jet plat pour une turbomachine d'aéronef, - la figure 2 est une autre vue schématique en perspective et en coupe de l'injecteur de la figure 1, - la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la figure 2, - la figure 4 est une vue à plus grande échelle encore d'un détail de 30 l'injecteur de la figure 1, 5 - la figure 5 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une chambre de combustion de turbomachine d'aéronef, - la figure 6 est une vue schématique partielle en perspective d'un injecteur de carburant à jet plat pour une turbomachine d'aéronef selon l'invention, et 5 - la figure 7 est une autre vue schématique en perspective et en coupe de l'injecteur de la figure 6. DESCRIPTION DETAILLEE Les figures 1 à 4 ont été décrites dans ce qui précède mais peuvent servir à mieux comprendre l'invention naturellement. 10 La figure 5 montre un environnement dans lequel un injecteur de carburant 110 à jet plat peut être utilisé. Il s'agit ici d'une chambre de combustion 130 d'une turbomachine d'aéronef tel qu'un hélicoptère. La chambre de combustion 130 est disposée à l'intérieur d'un carter 132 de la turbomachine et comprend une paroi 134 définissant 15 intérieurement un espace de combustion dans lequel est injecté et brûlé un mélange d'air et de carburant. Le carburant est injecté dans la chambre 130 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs injecteurs 110 qui sont ici fixés sur le carter 132 et qui traversent un orifice 136 de la paroi 134. 20 Le ou chaque injecteur 110 est du type de celui représenté à la figure 1 et décrit dans ce qui précède. Il comprend un corps 112 de forme générale allongée présentant un axe d'allongement A, ce corps 112 comportant une première extrémité longitudinale 114 d'alimentation en carburant et une seconde extrémité 25 longitudinale 116 d'éjection d'un jet plat de carburant. Cette seconde extrémité 116 comporte une portion tubulaire 118 de forme générale allongée présentant un axe d'allongement B sensiblement perpendiculaire à l'axe d'allongement A (figures 6 et 7). La portion tubulaire 118 a ses deux extrémités longitudinales ouvertes 120 configurées pour former 30 respectivement deux entrées de flux de carburant distincts destinés à se 6 rencontrer sensiblement au milieu de la portion tubulaire qui comporte au moins une fente 124 d'éjection du jet de carburant. Selon l'invention, le corps 112 et la portion tubulaire 118 sont formés d'une seule pièce (figures 6 et 7). 5 De préférence, le corps 112 et la portion tubulaire 118 sont réalisés en métal et ils sont obtenus d'une seule pièce par usinage d'un bloc métallique, par exemple par la technique de l'électroérosion. La première extrémité longitudinale 116 du corps 112, qui comprend ici une base 138 de fixation au carter 132, peut également être réalisée 10 d'une seule pièce avec le corps 112, par usinage. Cette base de fixation 138 comprend une collerette s'étendant autour de l'axe A et percée d'orifices 140 de passage de vis de fixation de l'injecteur au carter 132. Comme cela est mieux visible à la figure 7, le corps 112 comprend un conduit longitudinal interne 142 s'étendant le long et au niveau de l'axe 15 A, entre les première et seconde extrémités longitudinales, et en communication fluidique avec les extrémités 120 de la portion tubulaire 118. Le conduit 142 est reliée à ces extrémités 120 de la portion tubulaire 118 respectivement par deux canaux longitudinaux latéraux 144, ici diamétralement opposés par rapport à l'axe A. 20 Le corps 112 comprend également au moins un canal longitudinal interne 146 de passage d'air, qui est ici annulaire et s'étend autour du conduit 142 et des canaux 144. Dans l'exemple représenté, il s'étend sur une partie de la longueur du corps 112. Le canal 146 de passage d'air s'étend jusqu'à la seconde extrémité longitudinale 116 du corps 112 et 25 débouche au niveau de cette extrémité afin que de l'air soit expulsé de l'injecteur. Lorsqu'une nappe de carburant est éjectée par l'injecteur, cette nappe est entourée par l'air expulsée par le même injecteur. Lorsque l'injecteur n'expulse pas de carburant, de l'air expulsé peut être utilisé pour purger le système de carburant de l'injecteur. L'air expulse alors les 30 dernières gouttes de carburant et nettoie la fente 124 d'éjection de 7 carburant de la portion tubulaire 118. Le canal 146 de passage d'air est ainsi assimilé à un système de purge. A l'extrémité opposée à la partie tubulaire 118, le canal 146 de passage d'air est en communication fluidique avec une rangée annulaire 5 d'orifices 148 d'alimentation en air formés à la périphérie du corps et s'étendant autour de l'axe d'allongement A, comme cela est visible aux figures 1 à 3 et 5. L'électroérosion, appelée aussi EDM (electrical discharge machining), est un procédé d'usinage qui consiste à enlever de la matière 10 dans une pièce en utilisant des décharges électriques. Une électrode, de forme complémentaire à la forme à usiner, est par exemple enfoncée dans le bloc de matière en vue de son usinage. Les différentes cavités internes de l'injecteur 110 peuvent être usinées de la sorte. C'est notamment le cas du conduit 142 et des canaux 144 de carburant, qui peuvent être obtenus 15 par déplacement d'une électrode le long de l'axe A. Le canal 146 est ici la résultante de l'assemblage d'une coiffe, dans laquelle sont percés les trous 148, sur le corps 110 (cf. figure 5). C'est également le cas de l'intérieur de la portion tubulaire 118, qui peut être évidée en déplaçant une électrode le long de l'axe B. Cette électrode doit cependant traverser un trou 20 périphérique du corps 110 (dans une zone schématiquement représentée par des traits pointillés 150), qui doit être obturé par la suite, par apport de matière. L'extérieur de l'injecteur 110, ainsi que la fente 124 de la portion tubulaire 118, peuvent ensuite être usinés, REVENDICATIONS1. Injecteur de carburant (110) à jet plat pour une turbomachine d'aéronef, comprenant un corps (112) de forme générale allongée présentant un axe d'allongement A, ledit corps comportant une première extrémité longitudinale (114) d'alimentation en carburant et une seconde extrémité longitudinale (116) d'éjection d'un jet plat de carburant, ladite seconde extrémité comportant une portion tubulaire (118) de forme générale allongée présentant un axe d'allongement B sensiblement perpendiculairement audit axe d'allongement A, ladite portion tubulaire ayant ses deux extrémités longitudinales (120) ouvertes configurées pour former respectivement deux entrées de flux de carburant distincts destinés à se rencontrer sensiblement au milieu de ladite portion tubulaire qui comporte au moins une fente (124) d'éjection dudit jet de carburant, caractérisé en ce que ledit corps et ladite portion tubulaire sont formés d'une seule pièce. 2. Injecteur (110) selon la revendication précédente, dans lequel ledit corps (112) et ladite portion tubulaire (118) sont réalisés en métal. 3. Injecteur (110) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite première extrémité longitudinale (114) dudit corps (112) est reliée à une base de fixation (138) qui est formée d'une seule pièce avec ledit corps. 4. Injecteur (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps (112) comprend un conduit longitudinal interne (142) s'étendant entre lesdites première et seconde extrémités longitudinales (114, 116) et en communication fluidique avec lesdites extrémités (120) de la portion tubulaire (118). 5. Injecteur (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit corps (112) comprend au moins un canal longitudinal interne (146) de passage d'air, s'étendant jusqu'à ladite seconde extrémité longitudinale (116) et débouchant au niveau de ladite extrémité. 9 6. Injecteur (110) selon la revendication précédente, dans lequel ledit au moins un canal (146) de passage d'air est en communication fluidique avec une rangée annulaire d'orifices (148) d'alimentation en air formés à la périphérie du corps (112) et s'étendant autour dudit axe d'allongement 5 A. 7. Turbomachine d'aéronef, comportant une chambre de combustion (130) dont une paroi (132) est traversée par un injecteur (110) selon l'une des revendications précédentes. 8. Procédé de fabrication d'un injecteur de carburant (110) à jet plat, 10 cet injecteur comprenant un corps (112) de forme générale allongée présentant un axe d'allongement A, ledit corps comportant une première extrémité longitudinale (114) d'alimentation en carburant et une seconde extrémité longitudinale (116) d'éjection d'un jet plat de carburant, ladite seconde extrémité comportant une portion tubulaire (118) de forme 15 générale allongée présentant un axe d'allongement B sensiblement perpendiculairement audit axe d'allongement A, ladite portion tubulaire ayant ses deux extrémités longitudinales (120) ouvertes configurées pour former respectivement deux entrées de flux de carburant distincts destinés à se rencontrer sensiblement au milieu de ladite portion tubulaire 20 qui comporte au moins une fente (124) d'éjection dudit jet de carburant, caractérisé en ce qu'il comprend l'usinage d'un bloc de matière de façon à réaliser d'une seule pièce ledit corps et ladite portion tubulaire. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'usinage est réalisé par électroérosion. 25 10. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ladite portion tubulaire (118) est évidée par passage d'une électrode d'électroérosion à travers un trou périphérique (150) dudit corps, qui est ensuite obturé par apport de matière. 30