FR2976021A1 - Turbomachine a chambre annulaire de combustion - Google Patents

Turbomachine a chambre annulaire de combustion Download PDF

Info

Publication number
FR2976021A1
FR2976021A1 FR1154706A FR1154706A FR2976021A1 FR 2976021 A1 FR2976021 A1 FR 2976021A1 FR 1154706 A FR1154706 A FR 1154706A FR 1154706 A FR1154706 A FR 1154706A FR 2976021 A1 FR2976021 A1 FR 2976021A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
wall
annular flange
combustion chamber
revolution
chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1154706A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2976021B1 (fr
Inventor
Sousa Mario Cesar De
Jacques Marcel Arthur Bunel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Priority to FR1154706A priority Critical patent/FR2976021B1/fr
Publication of FR2976021A1 publication Critical patent/FR2976021A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2976021B1 publication Critical patent/FR2976021B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/50Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005Noise absorbing means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/60Support structures; Attaching or mounting means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Turbomachine à chambre annulaire de combustion, cette chambre comprenant une paroi de révolution externe (64) reliée à un carter (68) par des moyens de liaison souples ou élastiquement déformables du type en épingle, caractérisée en ce que les moyens de liaison du type en épingle (50) s'étendent en direction circonférentielle et comprenant chacun deux lames (52, 54) coudées en U et reliées face à face l'une à l'autre.

Description

TURBOMACHINE A CHAMBRE ANNULAIRE DE COMBUSTION
La présente invention concerne une turbomachine équipée d'une chambre annulaire de combustion.
Classiquement, une turbomachine comprend d'amont en aval des étages de compression basse et haute pression alimentant en air une chambre annulaire de combustion dont les gaz de combustion entraînent en sortie une turbine haute-pression et une turbine basse-pression. La chambre de combustion comprend deux parois de révolution interne et externe reliées l'une à l'autre en amont à un fond de chambre annulaire percé d'orifices de montage de têtes d'injecteur de carburant. Les extrémités aval des parois de révolution interne et externe sont accrochées par des moyens souples ou élastiquement déformables à des carters interne et externe, respectivement. Ces moyens comportent une bride interne et une bride externe fixées par boulonnage sur des brides des carters interne et externe, respectivement, de la turbomachine et sont ajourés afin de permettre le passage de l'air circulant autour de la chambre de combustion. Dans certaines configurations de turbomachine, les moyens précités se présentent sous la forme d'une pluralité d'épingles en U ou en V régulièrement espacées autour de l'axe de la chambre de combustion et entre lesquelles circule axialement l'air de contournement de la chambre. Ces épingles s'étendent axialement vers l'amont et ont chacune un sommet incurvé.
En fonctionnement, les épingles doivent être suffisamment rigides pour assurer un maintien du positionnement axial de la paroi annulaire externe par rapport aux injecteurs de manière à garantir une combustion optimale du carburant pulvérisé. Elles assurent également la stabilité vibratoire de la chambre de combustion sous l'effet des sollicitations dynamiques. Les épingles doivent également avoir une bonne souplesse radiale pour compenser les dilatations différentielles entre la paroi de révolution externe et le carter externe. La configuration des épingles de la bride externe résulte donc d'un compromis entre la souplesse nécessaire aux dilatations différentielles entre la chambre et le carter externe et la rigidité nécessaire à la stabilité vibratoire de la chambre de combustion et à son maintien axial. En pratique, la souplesse des épingles peut être ajustée en modifiant l'étendue axiale de l'épingle. Ainsi, plus l'épingle présente une dimension axiale faible, moins l'épingle est souple.
Dans certaines configurations de chambre de combustion, l'espace radial entre le carter externe et la paroi externe de la chambre est limité ou diminue en direction amont depuis l'extrémité aval de la paroi externe de révolution. Il en résulte que plus l'épingle présente une dimension axiale importante, plus le rayon du sommet incurvé est faible, ce qui conduit à former une épingle à profil sensiblement conique en direction amont. Or en fonctionnement, les contraintes statiques et dynamiques sont principalement localisées sur ce sommet incurvé, d'où l'importance d'avoir un rayon de courbure suffisamment important pour éviter une concentration de contraintes importante dans cette zone.
Ainsi, pour éviter une concentration de contraintes trop importante dans la partie incurvée de chaque épingle, on peut ainsi être amené à réduire la dimension axiale de l'épingle de manière à augmenter le rayon de courbure de son sommet. Toutefois, cette réduction de longueur réduit également la souplesse de la bride externe de la chambre et peut être néfaste pour la compensation des dilatations différentielles entre la paroi de révolution externe de la chambre et la bride externe du carter externe. Il a également été observé que les épingles des brides externes à orientation axiale sont sensibles aux vibrations axiales de la chambre de combustion, ce qui peut conduire lors d'une résonance de la chambre avec un de ses modes d'excitation axiale à une forte amplitude de vibrations des épingles et par suite à leur rupture dans des cas critiques Dans d'autres configurations de turbomachine, la paroi externe de révolution de la chambre n'est pas fixée à son extrémité aval sur le carter externe mais est en appui axial sur une plate-forme externe d'un distributeur de sortie de la chambre de combustion. Cet appui axial est réalisé avec une précontrainte de compression axiale au montage sur la plate-forme afin de garantir une tenue mécanique suffisante lors du fonctionnement de la turbomachine. Toutefois, cette configuration n'est pas non plus idéale puisque l'accrochage induit une usure entre l'extrémité aval de la paroi de révolution externe de la chambre et la plate-forme du distributeur, ce qui impose l'ajout d'un revêtement durcissant au niveau de la zone de contact entre la plate-forme externe du distributeur et l'extrémité aval de la paroi externe de la chambre de combustion. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ces différents problèmes.
A cette fin, elle propose une turbomachine à chambre annulaire de combustion, cette chambre comprenant une paroi de révolution externe reliée à un carter par des moyens de liaison souples ou élastiquement déformables du type en épingle, caractérisée en ce que les moyens de liaison du type en épingle s'étendent en direction circonférentielle.
A la différence de la technique antérieure, les moyens de liaison du type en épingle s'étendent non plus en direction axiale mais en direction circonférentielle. Des lors, la longueur de l'épingle en direction circonférentielle n'influence plus le rayon de courbure de sa partie incurvée, ce qui permet d'avoir un rayon de courbure le plus grand possible pour supporter les contraintes statiques et dynamiques. De plus, l'orientation circonférentielle des épingles permet de réaliser des liaisons déformables ayant la longueur nécessaire pour avoir la souplesse souhaitée. Avantageusement, la paroi externe de révolution de la chambre est reliée au carter externe par n moyens de liaison précités du type en épingle, n étant un nombre premier supérieur au nombre de diamètres du mode propre à diamètre de la chambre le plus élevé apte à entrer en résonance lors du fonctionnement de la chambre de combustion. En effet, du fait de la symétrie cyclique de la chambre de combustion, celle-ci peut être soumise en fonctionnement à des vibrations selon des modes propres à diamètre lors de sollicitations aux fréquences de résonances de la chambre de combustion. Le nombre de diamètre correspond au nombre de ventres (ou noeuds) présents sur une demi-circonférence de la chambre de combustion. La symétrie cyclique de la chambre de combustion est due à la présence de parois de révolution, d'injecteurs de carburant à l'extrémité amont de la chambre de combustion et des moyens de liaison de la chambre de combustion au carter, les injecteurs de carburant et les moyens de liaisons étant régulièrement répartis autour de l'axe de la chambre. Ainsi, on comprend qu'il existe un motif formé d'injecteurs de carburant, de moyens de liaison et d'une section angulaire des parois de révolution permettant d'engendrer la chambre de combustion par répétition successive de celui-ci autour de l'axe de la chambre. L'intégration d'un nombre premier de moyens de liaisons évite qu'il existe un mode propre à diamètre dont le nombre de diamètres est un sous multiple du nombre de moyens de liaison.
De plus, le fait que le nombre n de moyens de liaison soit supérieur au nombre de diamètres du mode propre à diamètre de la chambre le plus élevé susceptible d'entrer en résonance, évite que le nombre de moyens de liaison puisse être égal au nombre de diamètre d'un mode propre à diamètre de la chambre.
Ce choix particulier du nombre de moyens de liaison en épingles permet de rompre la symétrie cyclique de l'ensemble formé de la chambre de combustion et des moyens de liaison et évite la formation d'ondes à diamètre faisant vibrer la chambre de combustion et les moyens de liaison. Notons que dans la technique antérieure, le nombre de moyens de liaison est toujours un multiple du nombre d'injecteurs, ce qui ne permet pas de limiter les vibrations de la chambre selon des modes propres à diamètre. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque moyen de liaison comprend au moins une lame coudée en U dont une extrémité est fixée sur une paroi cylindrique interne d'une bride annulaire du carter externe et dont l'autre extrémité est fixée sur une paroi cylindrique externe d'une bride annulaire de la paroi de révolution externe de la chambre de combustion. L'intégration d'une lame coudée en U en direction circonférentielle, fixée extérieurement sur le carter externe et intérieurement sur la paroi de révolution externe de la chambre de combustion, ne nécessite aucune modification des pièces environnantes. Seule est nécessaire la modification de la bride externe en deux brides annulaires entre lesquelles sont fixées les lames coudées en U. Dans une réalisation particulière de l'invention, chaque moyen de liaison est à contour fermé et comprend deux lames coudées en U reliées face à face l'une à l'autre, les branches sensiblement parallèles des lames en U s'étendant en direction circonférentielle et étant fixées sur une bride annulaire du carter externe et sur une bride annulaire de la paroi externe de révolution de la chambre, respectivement.
Dans cette configuration, chaque lame coudée comprend deux zones de flexion coudées en U supportant les contraintes statiques et dynamiques de la chambre de combustion. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque moyen de liaison est maintenu axialement par un rebord amont de la bride annulaire du carter externe et par des rebords amont et aval de la bride annulaire de la paroi externe de révolution de la chambre. Le montage de la chambre de combustion s'effectue tout d'abord en insérant les moyens de liaison entre les rebords amont et aval de la bride annulaire de la paroi externe de révolution de la chambre, puis la chambre de combustion est introduite par l'aval à l'intérieur du carter externe et les moyens de liaison viennent en butée axiale sur le rebord amont de la bride annulaire du carter externe. Chaque moyen de liaison comprend préférentiellement un moyen de maintien en rotation circonférentielle, tel par exemple qu'un ergot engagé dans une encoche de la bride annulaire de la paroi externe de révolution.
Dans une autre réalisation de l'invention, la paroi cylindrique interne de la bride annulaire du carter externe et la paroi cylindrique externe de la bride annulaire de la paroi de révolution externe de la chambre de combustion comprennent des pattes axiales en vis-à-vis radial engagées entre les branches interne et externe des lames coudées et fixées sur celles-ci. Dans encore une autre réalisation de l'invention, les extrémités des branches interne et externe comprennent chacune un rebord recourbé en L s'étendant radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur, respectivement. Dans cette dernière configuration, les rebords en L des branches interne et externe sont engagés axialement et retenus radialement dans une encoche de la paroi cylindrique externe de la bride annulaire de la paroi externe de révolution et dans une encoche de la paroi cylindrique interne de la bride annulaire du carter externe, respectivement. Avantageusement, chaque moyen de liaison a une forme symétrique par rapport à un plan axial de la chambre de combustion, ce qui garantit une déformation symétrique des moyens de liaison en fonctionnement et évite une rotation de la chambre de combustion par rapport au carter sur lequel sont fixés des injecteurs et une ou des bougies d'allumage en partie amont de la chambre de combustion.
Les moyens de liaison peuvent être fixés par exemple par brasure au carter externe et à la paroi externe de la chambre de combustion. Les moyens de liaison sont préférentiellement montés avec une précontrainte initiale de compression ou de traction entre le carter externe et la paroi externe de révolution de la chambre de combustion, ce qui permet d'assurer en fonctionnement un contact permanent entre les moyens de liaison, le carter externe et la paroi externe de révolution et évite que les moyens de liaison ne travaillent en traction, notamment au refroidissement. Un travail en traction des moyens de liaisons pourrait avoir lieu lors d'une réduction du régime moteur conduisant à une réduction de la température de la chambre de combustion et donc de sa paroi externe de révolution, cette diminution de température de la paroi de révolution externe conduisant à une contraction plus rapide que celle du carter externe qui a une masse plus importante et une température plus faible. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à 10 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 demi-vue schématique partielle en perspective d'une chambre de combustion selon la technique antérieure ; la figure 2 est une vue schématique en perspective de la bride aval 15 externe d'accrochage de la chambre de combustion de la figure 1 ; les figures 3A et 3B sont des vues schématiques de deux moyens de liaison du type en épingle formant la bride externe de la figure 2 et ayant une longueur différente ; les figures 4 à 6 sont des représentations schématiques en perspective 20 et de face de moyens de liaison du type épingle selon l'invention permettant une fixation de la chambre de combustion à un carter externe ; la figure 7 est une vue schématique en perspective similaire à la figure 4 sur laquelle les moyens de liaison ont été omis. 25 la figure 8 est une vue schématique en coupe du moyen de liaison de la figure 4 et fixé à un carter externe selon une variante de réalisation de l'invention ; la figure 9 est une représentation schématique des ondulations d'une onde à six diamètres sur une paroi de révolution ; 30 les figures 10 et 11 sont des vues schématiques en perspective de deux autres modes de réalisation de l'invention.
On se réfère tout d'abord à la figure 1 qui représente schématiquement une chambre annulaire de combustion 10 d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur d'avion de la technique antérieure. La chambre de combustion 10 est agencée entre un compresseur haute pression amont alimentant en air la chambre de combustion et une turbine haute pression en aval entraînée par le flux des gaz de combustion. La chambre de combustion 10 comprend deux parois de révolution coaxiales interne 12 et externe 14 reliées à l'amont par un fond de chambre annulaire 16 et comprenant à l'aval des brides 18, 20 s'étendant vers l'intérieur et l'extérieur et fixées à des carters interne (non représenté) et externe 21, respectivement. Un carénage annulaire 22 s'étendant vers l'amont est fixé intérieurement et extérieurement sur le fond de chambre et comprend des ouvertures 24 alignées avec des ouvertures 26 du fond de chambre 16. L'extrémité amont de la chambre de combustion 10 comprend des injecteurs de carburant traversant le carter externe 21 et fixés sur celui-ci. Les injecteurs de carburant sont insérés à l'intérieur des ouvertures 24, 26 du carénage annulaire 24 et du fond de chambre 26. Les brides annulaires aval interne 18 et externe 20 comprennent des ouvertures 28, 30 pour le passage d'un flux d'air de contournement de la 20 chambre de combustion. La bride externe 20 est formée d'une pluralité de liaisons en épingle 32 régulièrement espacées circonférentiellement les unes des autres et chacune reliée intérieurement à un rebord radial interne 34 de l'extrémité aval de la paroi de révolution externe 14. Les épingles 32 sont reliées 25 extérieurement à une paroi radiale externe 36 fixée par boulonnage sur une bride radiale aval 38 du carter externe 21 et une bride radiale amont 40 d'un carter 42 de turbine haute pression (figure 2). Chaque liaison en épingle 32 comprend une zone coudée 44 s'étendant en direction amont (figures 1 et 2). 30 Comme représenté en figure 1, l'espacement radial entre le carter externe 21 de la chambre de combustion 10 et la paroi externe de révolution 14 est limité et peut diminuer en direction amont depuis l'extrémité aval de la chambre. Pour une épingle 46 allongée axialement en direction amont, le rayon R1 de la zone coudée 44 (figure 3A) est plus petit que le rayon R2 de la zone coudée 44 d'une épingle 48 moins longue (figure 3B). Comme expliqué précédemment, la zone coudée 44 est soumise à des contraintes statiques et dynamiques importantes et il est souhaitable que son rayon ne soit pas trop petit pour éviter une trop forte concentration de contraintes, ce qui impose donc de réduire la dimension axiale des épingles. Toutefois, la réduction de la dimension axiale des épingles 32 conduit à réduire leur souplesse et limite donc leur capacité à supporter les dilatations radiales différentielles de la chambre de combustion 10 et du carter externe 21.
L'invention représentée aux figures 4 à 7 apporte une solution à ce problème en remplaçant la bride externe de la technique antérieure par des moyens de liaison du type en épingle 50 s'étendant en direction circonférentielle et non plus en direction axiale. Chaque moyen de liaison 50 comprend deux lames de ressort coudées en U 52, 54, reliées face à face l'une à l'autre de manière à présenter un contour fermé dont les branches interne 56 et externe 58 sont sensiblement parallèles. La branche interne 56 est fixée intérieurement sur une paroi cylindrique externe 60 d'une bride annulaire 62 s'étendant radialement vers l'extérieur depuis l'extrémité aval de la paroi externe de révolution 64. La branche externe 58 est fixée sur une paroi cylindrique interne 66 d'une bride annulaire radiale 68 fixée extérieurement au carter externe. La paroi cylindrique externe 60 de la bride annulaire 60 de la paroi externe de révolution 64 comprend un rebord annulaire amont 70 et un rebord annulaire aval 72 délimitant une gorge annulaire dans laquelle est logée la branche interne 56 de chaque moyen de liaison 50. Ces rebords annulaires amont 70 et aval 72 maintiennent axialement les branches internes 56 sur la bride annulaire 62 de la chambre de combustion. La paroi cylindrique interne 66 de la bride annulaire 68 du carter externe comprend un rebord annulaire amont 74 s'étendant radialement vers l'intérieur. Ce rebord annulaire amont 74 forme une butée axiale vers l'amont sur laquelle s'appuie la branche externe 58 du moyen de liaison 50. Le rebord annulaire amont 70 de la bride annulaire 62 de la chambre de combustion comprend des encoches 76 régulièrement réparties autour de l'axe de la chambre de combustion. Chaque encoche 76 est dimensionnée de manière à recevoir un ergot 78 formé en saillie vers l'amont depuis le bord amont de la branche interne 56 de chaque moyen de liaison 50. Chaque ergot 78 réalise ainsi avec l'encoche 76 un positionnement et un blocage circonférentiel du moyen de liaison 50 sur les brides annulaires 62, 66 de la chambre et du carter. La symétrie des lames de ressort coudées empêche une rotation de la chambre dans le carter externe. Dans des variantes de réalisation de l'invention, les encoches 76 peuvent être formées sur le rebord annulaire aval 72 de la bride annulaire 62 de la chambre de combustion ou sur le rebord annulaire amont 74 de la bride annulaire 68 du carter, les moyens de liaison 50 étant alors positionnés de manière adéquate entre les brides annulaires 62, 68 de la chambre et du carter pour permettre à chaque ergot 78 de s'engager dans une encoche 76. Les fixations des branches interne 56 et externe 58 sur la bride annulaire 62 de la chambre et la bride annulaire 68 du carter sont avantageusement réalisées par brasage. La bride annulaire 68 du carter dépourvue de rebord annulaire aval permet le montage de la chambre de combustion et des moyens de liaison 50 dans le carter externe comme expliqué ci-après.
Ce montage est réalisé de la manière suivante : les branches internes 56 de chaque moyen de liaison 50 sont insérées et brasées dans le fond de la gorge annulaire de la bride annulaire 62 de la chambre de combustion puis l'ensemble est ensuite inséré en translation depuis l'aval à l'intérieur du carter externe jusqu'à ce que les branches externes 58 viennent en butée amont sur le rebord annulaire amont 74 de la bride annulaire 68 du carter. Enfin, on réalise une fixation par brasage de la branche externe 58 sur la paroi cylindrique 66 de la bride annulaire 68 du carter. Dans une réalisation pratique de l'invention, les lames coudées ont une épaisseur d'environ 1,5 mm. Les branches interne et externe ont un profil en arc de cercle centré sur l'axe de la turbomachine. La branche interne a un profil en arc de cercle de rayon d'environ 292,2 mm et la branche externe a un profil en arc de cercle de rayon d'environ 307,4 mm. Les lames ont une dimension axiale ou largeur d'environ 6,4 mm et chaque ergot s'étendant en saillie vers l'amont à une dimension axiale d'environ 2,1 mm. Dans une variante de réalisation de l'invention, la paroi cylindrique interne 66 de la bride annulaire 68 du carter externe comprend un rebord annulaire aval 75 remplaçant le rebord annulaire amont 74. Ce rebord annulaire aval 75 forme une butée axiale vers l'aval sur laquelle s'appuie la branche externe 58 du moyen de liaison 51. Le montage se fait de la manière suivante : dans un premier temps chaque moyen de liaison 50 est fixé sur la paroi cylindrique interne 66 de la bride annulaire 68. Dans un second temps, la bride annulaire 68 portant les moyens de liaison 50 est engagée sur la bride annulaire 62 de l'extrémité aval de la paroi externe de révolution 64 et les branches internes 56 des moyens de liaison 50 sont fixées par brasage sur la paroi cylindrique 60 de la bride annulaire 62 de la paroi externe de révolution 64. L'ensemble formé de la chambre de combustion, de la bride annulaire 62, des moyens de liaisons et de la bride annulaire 68 est ensuite engagé depuis l'aval à l'intérieur du carter 21 de manière à ce que l'extrémité radialement externe de la bride annulaire 68 vienne en contact avec une bride annulaire radiale similaire à celle référencée 38 en figure 1 pour sa fixation par boulonnage. Pour limiter la vibration de la chambre de combustion et des moyens de liaisons selon des modes propres dynamiques de la chambre de combustion, c'est-à-dire des modes propres à diamètre, la chambre de combustion est reliée au carter externe par n moyens de liaison 50 précités du type en épingle, n étant un nombre premier supérieur au nombre de diamètres du mode propre à diamètre de la chambre le plus élevé apte à entrer en résonance lors du fonctionnement de la chambre de combustion. La figure 9 représente un exemple d'une onde à diamètre 89 faisant vibrer une paroi de révolution 91. Le nombre de diamètre d'une telle onde est définie par le nombre de ventres 93 (ou noeuds) présents sur une demi-circonférence de la paroi de révolution. Sur la figure 9, l'onde comprend 6 diamètres. L'intégration de n moyens de liaison évite que l'ensemble formé de la chambre de combustion, de la bride annulaire 62 de l'extrémité aval de la paroi externe de révolution 64, des moyens de liaison 50 et de la bride annulaire 68 de liaison au carter externe, présente une symétrie ou périodicité cyclique. Comme expliqué précédemment, ce choix particulier du nombre de moyens de liaison 50 évite non seulement qu'il existe un mode propre dont le nombre de diamètres est un sous multiple du nombre de moyens de liaisons mais également que le nombre de moyens de liaison puisse être égal au nombre de diamètre d'un mode propre à diamètre de la chambre. De cette manière, on évite la formation d'ondes à diamètre qui pourraient impacter la tenue mécanique des moyens de liaison de la chambre de combustion au carter externe. Dans une réalisation particulière de l'invention, le mode propre le plus élevé apte à faire vibrer la chambre de combustion comprend 9 diamètres. Dans cette configuration, le nombre de moyens de liaisons du type en épingles est par exemple égal à 11, 13, 17, 23, 29 ou 31. La chambre de combustion peut comprendre 18 injecteurs régulièrement répartis autour de l'axe de la chambre. Dans d'autres variantes de l'invention, les moyens de liaison peuvent être à contour ouvert et être chacun formé d'une seule lame en U orientée en direction circonférentielle.
Les moyens de liaison 50 sont avantageusement montés avec une précontrainte initiale de compression radiale entre la bride annulaire 68 du carter externe et la bride annulaire 62 de la paroi externe de révolution 64 de la chambre de combustion, afin de garantir leur travail en compression quel que soit l'état de dilatation de la paroi externe de révolution 64 et du carter externe. La précontrainte initiale de compression des moyens de liaison peut également être déterminée de manière à ce qu'après dilation de la paroi externe de révolution et du carter externe, les contraintes appliquées aux moyens de liaison soient sensiblement nulles. Dans une autre réalisation de l'invention représentée en figure 10, les deux lames de ressort coudées 80, 82 reliées en face à face l'une à l'autre forment un contour fermé en forme d'ellipse dont le petit axe s'étend sensiblement radialement et dans un plan axial passant par l'axe de la chambre de combustion. La bride radiale 62 de l'extrémité aval de la paroi de révolution externe est reliée à son extrémité radialement externe à une paroi cylindrique 84 s'étendant vers l'amont. Cette paroi cylindrique 84 comprend plusieurs pattes axiales 86 s'étendant vers l'amont et régulièrement réparties autour de la chambre de combustion. De manière similaire, la bride annulaire radiale fixée extérieurement au carter externe comprend une paroi cylindrique 88 s'étendant vers l'amont et comportant des pattes axiales 90 s'étendant également vers l'amont. Les pattes 90 de la paroi cylindrique de la bride radiale 68 de fixation au carter externe et les pattes 86 de la bride annulaire radiale 62 de la paroi externe de révolution 64 sont agencées en vis-à-vis radial les unes par rapport aux autres. Le nombre de pattes 86 et 90 est identique. Chaque moyen de liaison à contour fermé est monté de manière à ce que deux pattes axiales 86, 90 en vis-à-vis des parois cylindriques 84, 88 s'engagent entre deux branches interne 92 et externe 94. La face externe de la patte axiale 90 de la paroi cylindrique interne 88 de la bride annulaire 68 de fixation au carter est fixée par exemple par brasage, sur la branche externe 94. La face interne de la patte axiale 86 de la paroi cylindrique 84 de la bride annulaire radiale 62 de la paroi externe de révolution 64 est fixée par exemple par brasage, sur la branche interne 92. Dans encore une autre réalisation de l'invention représentée à la figure 11, les moyens de liaisons comprennent deux lames de ressort distinctes 96, 98 et coudées en U. Chaque lame 96, 98 comprend deux branches interne 100, 102 et externe 104, 106 reliées à un rebord à section en L 108, 110 s'étendant radialement vers l'intérieur et l'extérieur, respectivement. Chaque rebord 108, 110 à section en L comprend une partie annulaire 112 reliée à une branche interne ou externe d'une lame coudée par une partie radiale 114. Chaque rebord en L 108, 110 est recourbé de manière à ce que la partie annulaire 112 s'étende en regard de la branche à laquelle elle est reliée. Les lames 96, 98 sont agencées en direction circonférentielle de manière à ce que les parties radiales 114 des branches externes 104, 106 et les parties radiales 114 des branches internes 100, 102 soient en contact les unes avec les autres. Les parties radiales 114 peuvent être fixées les unes aux autres par brasage par exemple. Les parties radiales 114 des branches externes 104, 106 des lames de ressort 96, 98 sont engagées axialement dans une encoche (non représentée) d'une paroi cylindrique 116 s'étendant vers l'amont depuis la bride radiale 68 de fixation au carter externe. De manière similaire, les parois radiales 114 des branches internes 100, 102 des lames de ressort 96, 98 sont engagées axialement dans une encoche (non représentée) d'une paroi cylindrique 118 s'étendant vers l'amont depuis la bride annulaire radiale 62 de liaison à l'extrémité aval de la paroi externe de révolution 64 de la chambre de combustion.
Les parties annulaires 112 des branches externes 104, 106 sont fixées, par exemple par brasage, sur la face externe de la paroi cylindrique 116 de la bride annulaire 68 de fixation au carter externe. De manière similaire, les parties annulaires 112 des branches internes 100, 102 sont fixées, par exemple par brasage, sur la face interne de la paroi cylindrique 118 de la bride annulaire radiale 62 de la paroi externe de révolution 64. Dans les réalisations des figures 10 et 11, les lames de ressort sont avantageusement montées entre le carter externe et la paroi externe de révolution avec une précontrainte initiale de traction radiale, ce qui permet d'assurer une bonne tenue mécanique du fait du mode d'accrochage des branches interne et externe sur les brides annulaires de la chambre de combustion et du carter externe. En effet, dans la réalisation de la figure 10, la traction initiale permet un appui radial des branches interne et externe sur les pattes 90 de la paroi cylindrique 88 de la bride annulaire radiale 68 du carter externe et sur les pattes 92 de la paroi cylindrique 84 de la bride annulaire radiale 62 de la paroi externe de révolution 64. Dans la réalisation de la figure 11, une traction initiale permet un appui radial des parties annulaires 112 des lames 96, 98 sur la paroi cylindrique 116 de la bride annulaire radiale 68 du carter externe et sur la paroi cylindrique externe 118 de la bride annulaire radiale 62 de la paroi externe de révolution 64. Comme indiqué précédemment, l'intégration en direction circonférentielle de moyens de liaison du type épingle 50 permet de dimensionner ces moyens en direction circonférentielle de manière adéquate afin d'avoir la souplesse souhaitée tout en conservant un rayon de la partie en U suffisamment important pour éviter une trop forte concentration de contraintes. De cette manière, il est possible de satisfaire plus simplement au compromis entre la rigidité nécessaire au maintien axial et à la stabilité vibratoire de la chambre de combustion et la souplesse nécessaire aux dilatations différentielles entre le carter externe et la

Claims (12)

  1. REVENDICATIONS1. Turbomachine à chambre annulaire de combustion, cette chambre comprenant une paroi de révolution externe (64) reliée à un carter par des moyens de liaison souples ou élastiquement déformables du type en épingle, caractérisée en ce que les moyens de liaison du type en épingle (50) s'étendent en direction circonférentielle.
  2. 2. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la paroi externe de révolution (64) de la chambre est reliée au carter externe par n moyens de liaison (50) précités du type en épingle, n étant un nombre premier supérieur au nombre de diamètres du mode propre à diamètre de la chambre le plus élevé apte à entrer en résonance lors du fonctionnement de la chambre de combustion.
  3. 3. Turbomachine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque moyen de liaison (50) comprend au moins une lame coudée en U dont une extrémité est fixée sur une paroi cylindrique interne (66) d'une bride annulaire (68) du carter externe et dont l'autre extrémité est fixée sur une paroi cylindrique externe (60) d'une bride annulaire (62) de la paroi de révolution externe (64) de la chambre de combustion.
  4. 4. Turbomachine selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque moyen de liaison (50) est à contour fermé et comprend deux lames coudées en U reliées face à face l'une à l'autre, les branches (56, 58) sensiblement parallèles des lames en U s'étendant en direction circonférentielle et étant fixées sur une bride annulaire (68) du carter externe et sur une bride annulaire (62) de la paroi externe de révolution (64) de la chambre, respectivement.
  5. 5. Turbomachine selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que chaque moyen de liaison (50) est maintenu axialement par un rebord amont (74) de la bride annulaire (68) du carter et par des rebords amont (70) et aval (72) de la bride annulaire (62) de la paroi externe de révolution (64) de la chambre.
  6. 6. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque moyen de liaison (50) comprend un moyen de maintien circonférentiel tel qu'un ergot (78) engagé dans une encoche (76) de la bride annulaire (70) de la paroi externe de révolution (64).
  7. 7. Turbomachine selon la revendication 4, caractérisée en ce que la paroi cylindrique interne (88) de la bride annulaire (68) du carter externe et la paroi cylindrique externe (84) de la bride annulaire (62) de la paroi externe de révolution (64) de la chambre de combustion comprennent des pattes axiales (86, 90) en vis-à-vis radial engagées entre les branches interne et externe (92, 94) des lames coudées et fixées sur celles-ci.
  8. 8. Turbomachine selon la revendication 4, caractérisée en ce que les extrémités des branches interne et externe comprennent chacune un rebord recourbé en L (108) s'étendant radialement vers l'intérieur et vers l'extérieur, respectivement.
  9. 9. Turbomachine selon la revendication 8, caractérisée en ce que les rebords en L (108) des branches interne (100, 102) et externe (104, 106) sont engagés axialement et retenus radialement dans une encoche de la paroi cylindrique externe (118) de la bride annulaire de la paroi externe de révolution (64) et dans une encoche de la paroi cylindrique interne (116) de la bride annulaire (68) du carter externe, respectivement.
  10. 10. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque moyen de liaison (50) a une forme symétrique par rapport à un plan axial de la chambre de combustion.
  11. 11.Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de liaisons (50) précités sont fixés par brasure au carter externe et à la paroi externe de la chambre de combustion.
  12. 12.Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de liaison (50) sont montés avec une précontrainte initiale de compression ou de traction entre le carter externe et la paroi externe de révolution (64) de la chambre de combustion.
FR1154706A 2011-05-30 2011-05-30 Turbomachine a chambre annulaire de combustion Active FR2976021B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1154706A FR2976021B1 (fr) 2011-05-30 2011-05-30 Turbomachine a chambre annulaire de combustion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1154706A FR2976021B1 (fr) 2011-05-30 2011-05-30 Turbomachine a chambre annulaire de combustion

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2976021A1 true FR2976021A1 (fr) 2012-12-07
FR2976021B1 FR2976021B1 (fr) 2014-03-28

Family

ID=44550556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1154706A Active FR2976021B1 (fr) 2011-05-30 2011-05-30 Turbomachine a chambre annulaire de combustion

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2976021B1 (fr)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2795108A (en) * 1953-10-07 1957-06-11 Westinghouse Electric Corp Combustion apparatus
EP1265034A1 (fr) * 2001-06-06 2002-12-11 Snecma Moteurs Accrochage de chambre de combustion CMC de turbomachine par pattes brasées
EP1400756A1 (fr) * 2001-06-27 2004-03-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Dispositif combustor de turbine a gaz
WO2006082210A1 (fr) * 2005-02-04 2006-08-10 Enel Produzione S.P.A. Reduction d’oscillation thermoacoustique dans des chambres de combustion de turbine a gaz avec plenum annulaire
EP2031303A1 (fr) * 2007-08-30 2009-03-04 Snecma Turbomachine à chambre annulaire de combustion
US20100089068A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Alstom Technologies Ltd. Llc Combustion liner damper

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2795108A (en) * 1953-10-07 1957-06-11 Westinghouse Electric Corp Combustion apparatus
EP1265034A1 (fr) * 2001-06-06 2002-12-11 Snecma Moteurs Accrochage de chambre de combustion CMC de turbomachine par pattes brasées
EP1400756A1 (fr) * 2001-06-27 2004-03-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Dispositif combustor de turbine a gaz
WO2006082210A1 (fr) * 2005-02-04 2006-08-10 Enel Produzione S.P.A. Reduction d’oscillation thermoacoustique dans des chambres de combustion de turbine a gaz avec plenum annulaire
EP2031303A1 (fr) * 2007-08-30 2009-03-04 Snecma Turbomachine à chambre annulaire de combustion
US20100089068A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Alstom Technologies Ltd. Llc Combustion liner damper

Also Published As

Publication number Publication date
FR2976021B1 (fr) 2014-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2334909B1 (fr) Etanchéité entre une chambre de combustion et un distributeur de turbine dans une turbomachine
CA2639214C (fr) Turbomachine a chambre annulaire de combustion
EP3775498B1 (fr) Dispositif de refroidissement pour une turbine d'une turbomachine
EP2836684B2 (fr) Turbomachine, tel qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion
EP3775501B1 (fr) Dispositif de refroidissement pour une turbine d'une turbomachine
CA2637646C (fr) Chambre de combustion d'une turbomachine
FR3020865A1 (fr) Chambre annulaire de combustion
FR2896548A1 (fr) Ensemble de redresseurs fixes sectorise pour un compresseur de turbomachine
FR2887920A1 (fr) Dispositif de fixation de secteurs d'anneau sur un carter de turbine
FR2935777A1 (fr) Chambre de combustion de turbomachine
FR2927949A1 (fr) Diffuseur de turbomachine comportant des voiles annulaires echancres
FR3016936A1 (fr) Disque de rotor a dispositif de prelevement d'air centripete, compresseur comportant ledit disque et turbomachine avec un tel compresseur
FR2952402A1 (fr) Dispositif de deshuilage d'une enceinte dans une turbomachine
FR2923528A1 (fr) Etage de turbine ou de compresseur d'un turboreacteur
FR3081494A1 (fr) Module de combustion de turbomachine a gaz avec butee de fond de chambre
WO2009133322A1 (fr) Chambre annulaire de combustion pour turbomachine
FR2887924A1 (fr) Dispositif de guidage d'un flux d'air entre un compresseur et une chambre de combustion dans une turbomachine
FR2976021A1 (fr) Turbomachine a chambre annulaire de combustion
FR2923526A1 (fr) Etage de turbine ou de compresseur de turbomachine
FR2991387A1 (fr) Turbomachine, telle qu'un turboreacteur ou un turbopropulseur d'avion
FR3089544A1 (fr) Dispositif de refroidissement d’un carter de turbomachine
FR2944090A1 (fr) Turbomachine a chambre annulaire de combustion
FR2896304A1 (fr) Paroi annulaire transversale de chambre de combustion de turbomachine
EP4034752A1 (fr) Ensemble pour une turbomachine
FR3116862A1 (fr) Module de combustion pour une turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

CD Change of name or company name

Owner name: SNECMA, FR

Effective date: 20170713

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14