Brevet FR3107108A1 — publié le 20210813

La présente invention est relative à un ensemble de chambre de combustion comprenant un carter annulaire externe (3) de chambre de combustion et une chambre de combustion également annulaire qui est agencée à l'intérieur dudit carter (3), avec des moyens disposés azimutalement de fixation d'une paroi (11) de ladite chambre de combustion (1) audit carter (3), ces moyens de fixation comprenant chacun un pion de fixation (4), ledit carter (3) comportant des orifices d'insertion (300), tandis que ladite paroi (11) de la chambre de combustion (1) comporte des orifices de réception (15) en regard desdits orifices d'insertion (300), chaque pion (4) étant inséré dans un orifice d'insertion (300) et dans l'orifice de réception (15) disposé en regard, ledit pion (4) ayant un corps en forme de fût (41) généralement cylindrique, tandis que ledit orifice de réception (15) correspondant a la forme d'une cheminée, caractérisé par le fait que ledit fût (41) : - est inséré dans un fourreau (5) fixé audit carter (3); - est seulement en contact avec ce fourreau (5) ; - et est monté mobile en rotation autour de son axe longitudinal (X-X'), relativement audit fourreau (5). Figure pour l’abrégé: figure 5 Ensemble COMPRENANT un carter et une chambre de combustion, et turbomachine ainsi equipee DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne de manière générale le domaine des chambres de combustion pour des turbomachines et plus particulièrement la fixation d'une chambre de combustion à un carter dans lequel est positionnée cette chambre. ETAT DE LA TECHNIQUE Une turbomachine comprend généralement, d’amont en aval dans le sens de l’écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, par exemple un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbine, par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression, et une tuyère d’échappement des gaz. La chambre de combustion est délimitée par des carters de révolution interne et externe qui s’étendent l’un à l’intérieur de l’autre et sont reliés en amont à un carter annulaire de fond de chambre. Ainsi, dans le contexte de FR 2992 018 au nom du présent demandeur, le carter externe de la chambre est fixé sur une enveloppe externe de la turbomachine, tandis que le carter interne de la chambre est fixé sur une enveloppe interne de celle-ci. Ainsi, si on reporte à la figure 1 annexée, on a affaire à un exemple de réalisation d'un carter de turbomachine selon cet art antérieur. Une turbomachine, telle qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur, comprend notamment, d’amont en aval dans le sens de l’écoulement des gaz dans la turbomachine, une section de compression des gaz et un carter externe 3 comprenant une chambre annulaire de combustion interne 1 et un distributeur de turbine haute-pression 2. La chambre de combustion 1 est délimitée par des parois de révolution interne 10 et externe 11 qui s’étendent l’une à l’intérieur de l’autre et sont reliées en amont à une paroi annulaire 12 de fond de chambre. La paroi externe 11 de la chambre 1 est fixée sur un élément de carter externe 30, tandis que la paroi interne 10 de la chambre est fixée sur un élément de carter interne 31. La paroi annulaire 12 de fond de chambre comporte des ouvertures à travers lesquelles entre du gaz provenant de la section de compression et du carburant amené par un dispositif d'injection de carburant à injecteurs 13 d'axe X-X', fixés sur le carter 3. Il est à noter que cet axe X-X' est différent de l'axe de la chambre 1 qui est confondu avec l'axe de la turbomachine. Bien que non représenté sur la figure 1, ce dernier s'étend horizontalement. Il sert de référentiel aux termes intérieur/interne et extérieur/externe utilisés ici. Le distributeur haute-pression 2 est disposé en aval de la chambre de combustion 1 et comprend des plateformes annulaires interne 20 et externe 21 qui s’étendent l’une à l’intérieur de l’autre et qui sont reliées entre elles par une ou plusieurs rangées d’aubes directrices 22 sensiblement radiales. La plateforme interne 20 du distributeur 2 est alignée axialement et respectivement avec l’extrémité avale de la paroi interne 10 de la chambre 1, tandis que la plateforme externe 21 du distributeur 2 est alignée axialement avec l’extrémité avale de la paroi externe 11 de la chambre 10. L’ensemble formé par la chambre de combustion 1 et le distributeur haute-pression 2 est connecté au carter 3 de la turbomachine d’une part par au moins un digon 4, plus couramment dénommé "pion de fixation", de préférence au moins trois, qui s'étendent entre la paroi annulaire de fond 12 de la chambre 1 et le carter 3, et d’autre part par au moins deux brides 32, s’étendant entre la plateforme externe du distributeur haute-pression 2 et l'élément de carter externe 30 et entre la plateforme interne du distributeur haute-pression 2 et l'élément de carter interne 31. Comme précisé ci-dessus, la description qui précède correspond à l'art antérieur constitué par FR 2 992 018. Dans d'autres configurations, le carter externe est fixé à l'enveloppe par des pions de fixation, tandis que le carter interne n'est pas fixé à l'enveloppe. Quelle que soit la configuration, ces pions permettent d'assurer la liaison de la chambre avec le carter, ainsi que la reprise des efforts mécaniques rencontrés au niveau de la chambre. Ils sont répartis azimutalement autour de la chambre de manière à assurer la tenue mécanique des pièces et, par voie de conséquence, homogénéiser la répartition des charges. Comme montré à la figure 2 de manière très schématique, un tel pion 4 comporte une tête 40 et un corps 41, encore appelé fût, de forme généralement cylindrique. Le carter 3 comporte un orifice 300 délimité par un bossage 301, à travers lequel s'étend le pion 4, le bossage formant butée pour la tête 40. Il est courant que la partie inférieure du pion 4 opposée à la tête 40 ait la forme d'un renflement 42 en forme de portion de sphère. Ainsi que cela apparait également sur la figure précitée, ce renflement assurant le contact avec la paroi 11 de la chambre 1. Plus précisément, ce renflement est engagé dans un orifice de réception 15 délimité par un bossage en forme de cheminée 16 ménagé dans la paroi 11. Le diamètre D du renflement est égal, au jeu près d'insertion, au diamètre interne de la cheminée. Ce bossage 16 et l'orifice associé 15 sont également visibles à la figure 3. Le contact entre le pion et la cheminée se fait donc par le biais d'une liaison sphère / cylindre, de sorte qu'en cours d'utilisation de la chambre de combustion 1, on constate des usures significatives sur le pion 4, ce qui implique une augmentation des jeux pion / cheminée, avec un impact également sur les jeux injecteurs /système d'injection et chambre de combustion / plateforme du diffuseur haute-pression. Sensiblement la même problématique se rencontre lorsque le pion est dépourvu de renflement (c'est à dire que son fût est cylindre et mono-diamètre), de sorte que le contact avec la cheminée se fait par le biais d'une liaison cylindre / cylindre. En effet, des usures au niveau des pions sont constatées, du fait de vibrations asynchrones. C'est la situation illustrée à la figure 4 dans laquelle les références numériques utilisées et communes aux figures précédentes se rapportent aux mêmes pièces. On peut se reporter au document FR 2 996 289 qui illustre des conditions d'utilisation d'un tel pion. Quelle que soit la configuration adoptée (forme, position, nombre de pions), les niveaux d'usures observés sur les pions peuvent concerner une partie ou la totalité de la circonférence de la pièce. De plus, sauf à faire un retour d'expérience en vue de mettre en place des modèles de cinématique d'usure, il est difficile de prévoir à quel moment cette usure sera importante, au point de compromettre les différents jeux fonctionnels (tout particulièrement les jeux axiaux entre la chambre de combustion et le diffuseur haute pression, et entre le nez d'injecteur et la face de collerette des systèmes d'injection). Ainsi, lorsque le niveau d'usure est tel qu'il soit nécessaire de procéder au changement des pions, le risque est de perdre le positionnement de la chambre de combustion par rapport au carter et, à nouveau, d'avoir un impact sur les jeux fonctionnels. Toutefois, en pratique, il est rare que les pions soient usés uniformément sur toute leur périphérie. Il subsiste donc un besoin non satisfait de disposer d'un ensemble tel que celui présenté en introduction de la présente demande dans lequel les pions puissent continuer à être utilisés plus longtemps qu'à leur actuelle, ceci malgré le fait qu'ils présentent localement des traces d'usure avérée. PRESENTATION DE L'INVENTION La présente invention a pour objectif de répondre à cette demande. A cet effet, l'invention concerne un ensemble de chambre de combustion comprenant un carter annulaire externe de chambre de combustion et une chambre de combustion également annulaire qui est agencée à l'intérieur dudit carter, avec des moyens disposés azimutalement de fixation d'une paroi (de ladite chambre de combustion audit carter, ces moyens de fixation comprenant chacun un pion de fixation, ledit carter comportant des orifices d'insertion, tandis que ladite paroi de la chambre de combustion comporte des orifices de réception en regard desdits orifices d'insertion, chaque pion étant inséré dans un orifice d'insertion et dans l'orifice de réception disposé en regard, ledit pion ayant un corps en forme de fût généralement cylindrique, tandis que ledit orifice de réception correspondant a la forme d'une cheminée, caractérisé par le fait que ledit fût : - est inséré dans un fourreau fixé audit carter ; - est seulement en contact avec ce fourreau ; - et est monté mobile en rotation autour de son axe longitudinal, relativement audit fourreau. Grâce à ces caractéristiques, lorsque l'on constate une usure locale et notable sur la périphérie du pion, il est alors possible de lui faire subir une rotation partielle sur lui-même, de façon à exposer d'autres régions de sa périphérie à une usure ultérieure. Ainsi, on augmente la "durée de vie" des pions et on simplifie, en conséquence, les opérations de maintenance. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou selon une combinaison quelconque d'au moins deux d'entre elles : ledit fût comporte localement un renflement en forme de portion de sphère qui s'étend en dehors dudit fourreau et à l'intérieur dudit orifice de réception, le contact avec la paroi interne dudit orifice de réception se faisant uniquement par ledit renflement ; ledit pion comporte une tête solidaire dudit fût, laquelle tête est en appui sur ledit fourreau et constitue un organe de manœuvre pour la mise en rotation dudit fût ; est interposé entre ladite tête et ledit fourreau un dispositif de réglage de ladite rotation ; - ledit dispositif de réglage est un dispositif à crémaillère et crabot ; - la section droite dudit orifice de réception, c'est-à-dire sa section considérée dans un plan parallèle à celui de la paroi de ladite chambre, présente deux dimensions orthogonales différentes, la plus petite d'entre elles étant égale au diamètre D dudit fût ; - l'épaisseur dudit fourreau est supérieure à celle de la paroi dudit carter, de sorte que ledit fourreau s'étend au-delà de la dite paroi dudit carter en direction de la paroi de la chambre de combustion. L'invention concerne également une turbomachine d'aéronef comprenant un ensemble selon l'une des caractéristiques précédentes. DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront de la description qui va maintenant en être faite, en référence aux dessins annexés, qui en représentent, à titre indicatif mais non limitatif, différents modes de réalisation possibles. Sur ces dessins : est, comme indiqué précédemment, une vue en coupe d'un exemple de réalisation d'un carter de turbomachine conforme à l'art antérieur ; est un schéma illustrant le montage d'un pion de fixation conforme à l'art antérieur, dans une configuration telle que celle de la figure 1 ; est une vue en perspective d'un bossage conformé pour recevoir un pion tel que celui de la figure 2 ; est une vue analogue à la figure 2, le pion comportant un fût strictement cylindrique ; est un schéma montrant une configuration particulière d'un pion coopérant avec les parois d'un carter et d'une chambre de combustion, conformément à l'invention ; est une vue en perspective d'un bossage conformé pour recevoir un pion, conformément à l'invention ; est un schéma montrant une forme possible de la section droite d'un orifice de réception d'un pion, conformément à l'invention ; est un schéma montrant encore une autre forme possible de la section droite d'un orifice de réception d'un pion, conformément à l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Dans la description qui va suivre, les références numériques utilisées, qui sont communes avec celles relatives à l'état de la technique décrit plus haut, désignent les mêmes pièces. En référence à la figure 5 annexée, on a affaire, comme dans la situation de la figure 2, à un pion 4 positionné relativement à un carter 3 et à la paroi 11 d'une chambre de combustion 1. La tête de ce pion 4 porte la référence 40, tandis que son fût cylindrique et son renflement en forme de portion de sphère portent respectivement les références 41 et 42. Le renflement 42 et la tête 40 se trouvent donc à l'opposé l'un de l'autre. Entre le fût 41 du pion 4 et le carter 3 est intercalé un fourreau 5 formé d'une collerette 50 et d'un corps 51 d'axe longitudinal X-X'. La collerette 50, de forme annulaire, est dimensionnée pour venir s'appuyer contre la face supérieure du bossage 301. Elle entoure l'extrémité supérieure du corps 51 de forme cylindrique. Le diamètre externe de ce corps est dimensionné de manière à ce qu'il puisse être emmanché dans l'orifice d'insertion 300 du carter 3. Ce fourreau 5 est fixé au carter 3 par des vis 6, engagées dans des ouvertures correspondantes prévues d'une part dans la collerette 50 et, d'autre part, dans le bossage 301 du carter 3. Le diamètre interne du corps 41 est égal, au jeu près, au diamètre externe du fût 41 du pion 4. Par ailleurs, on constate que le fourreau 51 s'étend seulement sur une partie de l'étendue longitudinale du fût 41 du pion 4. Le renflement 42 de ce dernier s'étend hors du fourreau et est logé dans l'orifice de réception 15 correspondant de la paroi 11 de la chambre de combustion 1. Grâce à ce montage, on comprend que malgré la fixation du fourreau 5 au carter 3, il est possible de faire subir au pion 4, en manipulant sa tête 40, une rotation sur lui-même c'est à dire autour de l'axe X-X'. Avantageusement et comme montré à la figure 5, est interposé entre la tête 40 et la collerette 50 du fourreau 5 un dispositif 7 de réglage de cette rotation. Il s'agit préférentiellement d'un dispositif de réglage à crémaillère et crabot, la crémaillère présentant plusieurs dents définies pour un blocage en rotation, ce qui autorise une gestion des angles de rotation, tandis que le crabot permet un maintien et un blocage du pion 4 dans une position déterminée. Ainsi, si l'on constate une usure conséquente et localisée à la surface du renflement 42, on fait subir une rotation partielle au pion 4 de manière à exposer ultérieurement aux usures d'autres régions du renflement. Une fois dans la bonne position, le dispositif 7 assure un calage angulaire du pion. Grâce à l'invention, on peut envisager une opération allégée de maintenance sur site, sans qu'il soit nécessaire de démonter les pions et de les remplacer par d'autres. Dans la description qui précède, on a envisagé que les orifices de réception 15 aient la forme représentée à la figure 3, c'est à dire que la section droite de l'orifice (section selon un plan parallèle à la paroi 11 de la chambre de combustion 1) soit circulaire. Mais ce n'est pas forcément le cas. Ainsi, comme le montre la figure 6, l'orifice 15 a une section droite (considérée dans un plan parallèle à celui de la paroi dans laquelle l'orifice est formé) de forme oblongue. Dans le mode de réalisation de la figure 7, il s'agit d'une forme rectangulaire allongée. Sa petite dimension (largeur) est référencée l , tandis que sa grande dimension (longueur mesurée orthogonalement à la largeur) est référencée L . Le pion 4 est également représenté sur cette figure par sa section droite prise au niveau du renflement 42. Et on constate que son diamètre D est égal, au jeu près d'insertion, à la petite dimension l de l'orifice 15. Dans ces conditions, on comprend aisément que dès lors que l'ensemble selon l'invention est soumis à des vibrations, celles-ci vont se traduire par des usures localisées au niveau de chaque pion 4 dans les régions où ce dernier est en contact avec la paroi 16 de l'orifice 15, en l'occurrence les deux régions diamétralement opposées du renflement 42, identifiées par les flèches A à la figure 7. Dans le mode de réalisation de la figure 8, qui constitue une variante de réalisation, on a affaire à un orifice 15 à contour elliptique, son petit diamètre étant égal, au jeu près, à celui du renflement 42. A nouveau, les zones d'usure sur le pion 4 vont être localisées à des régions diamétralement opposées. On réalise ainsi un changement dans la reprise des degrés de liberté de la chambre 1 par une modification de la géométrie de l'orifice en forme de cheminée, ce qui permet de limiter et positionner la zone d’usure sur le renflement en forme de portion de sphère. Ceci constitue une solution avantageuse à la problématique d’usure observée au niveau des pions pour des chambres de combustion qui font appel à ce type de montage. Bien que cela ne soit pas représenté sur les figures annexées, il peut être avantageusement prévu d’installer des moyens de marquage au niveau du dispositif 7 de réglage. Il peut s'agir par exemple de témoins de marquage (par exemple 4 ou 5 positions) gravés sur la collerette 50 du fourreau 5 ou d'un témoin de marquage (curseur) gravé sur la tête 40 du pion 4, servant à indiquer la position actuelle de ce dernier. Le changement de position du pion peut se faire par le biais d’une clé. On notera que cette structure de pion autorise des opérations de maintenance simplifiée, à savoir qu’il est possible d’effectuer l’intervention sous aile, sans avoir besoin nécessairement de réaliser une endoscopie ou un démontage. Bien entendu, bien que la description qui précède ait été faite en référence à un pion 4 muni d'un renflement 42, on peut également faire usage d'un pion dont le fût est uniformément cylindrique. Ensemble de chambre de combustion comprenant un carter annulaire externe (3) de chambre de combustion et une chambre de combustion (1) également annulaire qui est agencée à l'intérieur dudit carter (3), avec des moyens disposés azimutalement de fixation d'une paroi (11) de ladite chambre de combustion (1) audit carter (3), ces moyens de fixation comprenant chacun un pion de fixation (4), ledit carter (3) comportant des orifices d'insertion (300), tandis que ladite paroi (11) de la chambre de combustion (1) comporte des orifices de réception (15) en regard desdits orifices d'insertion (300), chaque pion (4) étant inséré dans un orifice d'insertion (300) et dans l'orifice de réception (15) disposé en regard, ledit pion (4) ayant un corps en forme de fût (41) généralement cylindrique, tandis que ledit orifice de réception (15) correspondant a la forme d'une cheminée, caractérisé par le fait que ledit fût (41) : est inséré dans un fourreau (5) fixé audit carter (3); est seulement en contact avec ce fourreau (5) ; et est monté mobile en rotation autour de son axe longitudinal (X-X'), relativement audit fourreau (5). Ensemble selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit fût (41) comporte localement un renflement (42) en forme de portion de sphère qui s'étend en dehors dudit fourreau (5) et à l'intérieur dudit orifice de réception (15), le contact avec la paroi interne dudit orifice de réception (15) se faisant uniquement par ledit renflement (42). Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit pion (4) comporte une tête (40) solidaire dudit fût (41), laquelle tête (40) est en appui sur ledit fourreau (5) et constitue un organe de manœuvre pour la mise en rotation dudit fût (41). Ensemble selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'est interposé entre ladite tête (40) et ledit fourreau (5) un dispositif (7) de réglage de ladite rotation. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé par le fait que ledit dispositif de réglage (7) est un dispositif à crémaillère et crabot. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la section droite dudit orifice de réception (15), c'est-à-dire sa section considérée dans un plan parallèle à celui de la paroi (11) de ladite chambre (1), présente deux dimensions orthogonales différentes, la plus petite d'entre elles étant égale au diamètre D dudit fût (41). Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'épaisseur dudit fourreau (5) est supérieure à celle de la paroi dudit carter (3), de sorte que ledit fourreau (5) s'étend au-delà de la dite paroi dudit carter (3) en direction de la paroi (11) de la chambre de combustion. Turbomachine d’aéronef comprenant un ensemble selon l'une des revendications précédentes.