Titre : Ensemble de combustion

Domaine technique

[0001] La présente divulgation concerne un ensemble de combustion pour turbomachine.

Technique antérieure

[0002] Une turbomachine comporte classiquement, d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine, 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.

[0003] La chambre de combustion est délimitée par des carters de révolution interne et externe coaxiaux et reliés en amont à un carter annulaire de fond de chambre. Le carter externe de la chambre est fixé sur une enveloppe externe de la turbomachine, le carter interne de la chambre étant fixé sur une enveloppe interne ou relié au carter externe.

[0004] La chambre de combustion comprend par ailleurs un tube à flamme ou foyer, qui est le siège de la combustion des gaz.

[0005] L’alimentation en carburant du tube à flamme est réalisée par une pluralité de dispositifs d’injection de carburant qui débouche dans le tube à flamme. Chaque dispositif d’injection comprend un limiteur de débit carburant qui permet du fait de sa forme de contrôler le débit de carburant alimentant en aval un injecteur de carburant dont une extrémité aval débouche dans le tube à flammes.

[0006] Classiquement, l’injecteur de débit carburant et le limiteur de débit carburant sont réalisés de manière indépendante du fait de leur conformation tridimensionnelle complexes. Cependant, la dissociation de la fabrication de la pièce réalisant l’alimentation de l’injecteur qui a son tour réalise le mélange du carburant avec l’air pour sa pulvérisation dans la chambre ne rend pas optimal le placement du limiteur relativement à l’injecteur de sorte qu’un impact peut en résulter sur la pulvérisation du carburant dans le tube à flammes.

Résumé

[0007] La présente divulgation concerne ainsi un ensemble de combustion pour une turbine à gaz comprenant un tube à flamme et des moyens d’alimentation en carburant comportant un limiteur de débit alimentant un injecteur, caractérisé en ce que le limiteur de débit et l’injecteur du carburant sont formés d’une seule pièce.

[0008] Cette réalisation permet de garantir un placement optimal de l’injecteur de pulvérisation de carburant relativement au limiteur de débit de sorte à avoir une combustion optimale dans le tube à flamme. Le limiteur de débit et l'injecteur de carburant sont avantageusement fabriqués par fabrication additive qui peut être du type fusion laser d’une poudre.

[0009] Le limiteur de débit peut comprendre un premier conduit de carburant et un second conduit de carburant comprenant chacun une succession de chambres reliées entre elles par des portions à section réduites, le premier conduit et le second conduit étant reliés à une entrée de carburant, le premier conduit débouchant en aval dans un premier canal de l’injecteur de carburant et le second conduit débouchant en aval dans un second canal de l’injecteur.

[0010] L’agencement en série des chambres permet d'obtenir une meilleure précision de dosage du débit que si on réalisait un trou unique avec le même outil de production par effet de dispersion statistique. Ceci est particulièrement vrai pour les injecteurs réalisés en fabrication additive, dont les tolérances de fabrication sur des orifices isolés ne sont pas compatible avec celles d'un dosage carburant. Ainsi, en multipliant les chambres et les portions à section réduite en série, il est possible de moyenner les défauts de forme consécutif d’une fabrication additive, ce qui permet d’obtenir la précision finale souhaitée laquelle peut être d'autant meilleure que le nombre de chambres et de portion à section réduite d'orifices en série est grand.

[0011] Le premier conduit et le second conduit peuvent s’étendent dans un plan et plus particulièrement dans un même plan. Cet agencement dit « à plat » permet une intégration des premier et second conduit dans une bride de fixation de l’injecteur déjà existante, sans ajout d’encombrement et de masse.

[0012] L’injecteur de carburant peut présenter une forme sensiblement en L dont une première branche comporte un premier canal dont une extrémité amont est reliée au premier conduit du limiteur de débit et une extrémité aval débouche dans un premier embout de sortie de carburant, et dont une seconde branche comporte un second embout de sortie de carburant relié à une extrémité aval d'un second canal s'étend dans la première branche et dans la seconde branche.

Brève description des dessins

[0013] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

[0014] [Fig. 1] est une vue schématique en perspective d’un ensemble de combustion selon l’invention.

[0015] [Fig. 2] est une représentation schématique en perspective de moyens d’alimentation en carburant selon l’invention ;

[0016] [Fig. 3] est une représentation schématique en perspective avec une découpe de la pièce de la figure 2 ;

[0017] [Fig. 4] est une vue schématique en coupe de l’injecteur de carburant.

Description des modes de réalisation

[0018] Les dessins et la description ci-après contiennent, pour l’essentiel, des éléments de caractère certain. Ils pourront donc non seulement servir à mieux faire comprendre la présente divulgation, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.

[0019] La figure 1 représente un carter 10 et un ensemble de combustion 12 selon la présente divulgation qui est supporté par le carter 10. Comme on peut le voir sur la figure 1 , l’ensemble de combustion 12 comprend un tube à flamme 14 à l’intérieur duquel débouche des moyens d’alimentation en carburant. Le tube 14 à flamme comprend une virole annulaire interne (non visible) et une virole annulaire externe 16. Ces moyens d’alimentation en carburant comprennent un limiteur 18 de débit alimentant en carburant un injecteur 19 de carburant. Plus précisément, le limiteur 18 de débit comprend une embase 20 ou platine radialement externe qui est fixée sur la face externe d’un bossage 22 du carter 10 afin d’assurer une référence de positionnement du limiteur 18 de débit sur le carter 10. L’injecteur 19 de carburant présente une forme sensiblement en L formée d’une première branche 19a et d’une seconde branche 19b reliée à l’une à l’autre.

[0020] Comme on peut le voir sur les figures 2 à 4, l’injecteur 19 qui est ici une canne de pré-vaporisation du carburant comprend donc une première branche 19a à l’intérieur de laquelle est formé un premier canal 24 d’écoulement d’un mélange air/carburant qui sort à l’extrémité aval du premier canal 24 par un premier embout 26. Un second canal 28 s’étend dans la première branche 19a et dans la seconde branche 19b et débouche à son extrémité aval dans un second embout 30. Le premier canal 24 est alimenté en carburant par un premier conduit 32 du limiteur de débit et le second canal est 28 alimenté en carburant par un second canal 34 du limiteur de débit 18.

[0021] Le limiteur 18 de débit comprend ainsi le premier conduit 32 de carburant et le second conduit 34 de carburant qui sont distincts l’un de l’autre. Ces deux conduits 32, 34 de carburant sont alimentés par une source commune de carburant mais comprennent des sorties distinctes de carburant. Le premier conduit 32 débouche en sortie en vis-à-vis de l’extrémité amont du premier canal 24 de l’injecteur 19. Le second conduit 28 débouche en sortie en vis-à-vis de l’extrémité amont du second canal 28 de l’injecteur 19. Le premier conduit 32 et le second conduit 34 comprennent chacun une succession de chambres reliées entre elles par des portions à section réduite.

[0022] Comme cela peut être observée sur la figure 3, le premier conduit 32 et le second conduit 34 s’étendent dans un plan et dans l’exemple représenté dans un même plan. Cet agencement dit « à plat » permet une intégration des premier 32 et second 34 conduits dans une bride de fixation de l’injecteur déjà existante, sans ajout d’encombrement et de masse.

[0023] Comme cela est visible sur la figure 1 et sur la figure 2, une entrée d’air 36 est prévue à la jonction de l’injecteur 19 de carburant et du limiteur 18 de carburant. Cette entrée 36 d’air est agencée dans l’espace annulaire formé entre le carter 10 et la virole externe 16.

[0024] Selon la présente divulgation, l’injecteur 19 et le limiteur 18 sont fabriqués d’une seule pièce par exemple par fabrication additive. En particulier, on peut envisager de fabriquer cette pièce par fusion laser d'une poudre.