FR3166178A1 - Module pour une turbomachine d’aeronef - Google Patents

Module pour une turbomachine d’aeronef

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FR3166178A1
FR3166178A1 FR2409457A FR2409457A FR3166178A1 FR 3166178 A1 FR3166178 A1 FR 3166178A1 FR 2409457 A FR2409457 A FR 2409457A FR 2409457 A FR2409457 A FR 2409457A FR 3166178 A1 FR3166178 A1 FR 3166178A1
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duct
radially
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FR2409457A
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Ronan SAVORNIN
Franck Davy BOISNAULT
Kévin Claude Luc BAUDY
Jérôme Claude George LEMONNIER
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Safran Aircraft Engines SAS
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Safran Aircraft Engines SAS
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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Abstract

Module (10) pour une turbomachine d’aéronef, ce module (10) comportant : - un rotor comportant un rouet (20) de compresseur centrifuge (12) et une roue (22) de turbine (16), - un redresseur-diffuseur (26) monté en sortie du rouet (20), - un distributeur de turbine (28) monté en amont de la roue (22), - une chambre annulaire de combustion (14) intercalée axialement entre le redresseur-diffuseur (26) et le distributeur (28), et portant des systèmes (24) d’injection de carburant, et - un agencement de tôles (32) de liaison du redresseur-diffuseur (26) au distributeur (28), cet agencement de tôles (32) comportant un injecteur (56) d’air au niveau des systèmes d’injection (24). Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

MODULE POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne un module pour une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’une turbomachine comportant un tel module.
 Arrière-plan technique
L’état de la technique comprend notamment le document FR-A-2 937 371, FR-A1-2 904 038, FR-A1-2 975 733, FR-A1-2 904 034 et FR-A1-2 904 036.
Une turbomachine d’aéronef comprend un générateur de gaz qui comporte classiquement, d’amont en aval, par référence à l’écoulement des gaz dans la turbomachine, au moins un compresseur, une chambre annulaire de combustion et au moins une turbine.
Dans le cas d’un turboréacteur à double corps, respectivement basse pression et haute pression, le générateur de gaz comporte successivement un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, la chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. Le générateur de gaz définit une première veine annulaire d’écoulement d’un flux de gaz, appelé flux primaire, qui traverse les compresseurs, la chambre de combustion et les turbines.
Le rotor du compresseur haute pression est relié au rotor de la turbine haute pression par un arbre haute pression. Le rotor du compresseur basse pression est relié au rotor de la turbine basse pression par un arbre basse pression qui traverse l’arbre haute pression et qui entraîne en rotation un arbre d’une hélice de propulsion située en général à l’amont du générateur de gaz.
Lorsque cette hélice est carénée et donc entourée par un carter annulaire, cette hélice est appelée soufflante et génère un flux d’air, appelé flux secondaire, qui s’écoule autour du générateur de gaz.
Il existe des compresseurs axiaux et des compresseurs centrifuges et la présente demande concerne un module et une turbomachine comportant un compresseur centrifuge. La particularité du compresseur centrifuge est que son rotor est formé par un rouet qui comprend une entrée orientée axialement et une sortie orientée radialement vers l’extérieur.
Dans un module ou une turbomachine, le rouet est relié à une roue de turbine par un arbre.
La chambre de combustion est intercalée axialement entre le compresseur centrifuge et la roue de turbine et est alimentée en air par un redresseur-diffuseur monté en sortie du rouet et qui permet de redresser l’air avant de le diffuser avec une composante axiale.
La chambre de combustion comprend deux parois annulaires coaxiales, respectivement interne et externe, qui sont reliées entre elles en amont par un fond de chambre annulaire. Ce fond de chambre porte une rangée annulaire de systèmes d’injection de carburant à l’intérieur de la chambre. La demanderesse a déjà proposé dans les documents précités des solutions de guidage de l’air sortant du compresseur ou du redresseur-diffuseur dans l’espace annulaire contenu entre la chambre de combustion et l’arbre de liaison du rouet à la roue de turbine. Ces solutions font appel à un agencement de tôles qui relie le redresseur-diffuseur au distributeur.
Dans le document FR-A1-2 904 036 par exemple, il est prévu à laFIG. 4un agencement de tôles permettant de guider une partie de l’air sortant du redresseur-diffuseur afin que cet air circule radialement de l’intérieur vers l’extérieur le long d’une face radiale aval du rouet. Cet air est ensuite injecté en aval de la chambre.
L’invention propose un perfectionnement à cette technologie qui permet d’améliorer l’alimentation en air comprimé de la chambre.
L’invention concerne un module pour une turbomachine d’aéronef, ce module comportant :
- un rotor comportant un rouet de compresseur centrifuge et une roue mobile de turbine, le rouet et la roue mobile étant reliés l’un à l’autre par un arbre mobile en rotation autour d’un axe,
- un stator comportant un redresseur-diffuseur monté en sortie du rouet et un distributeur de turbine monté en amont de la roue mobile,
- une chambre annulaire de combustion faisant également partie du stator et intercalée axialement entre le redresseur-diffuseur et le distributeur, la chambre de combustion comportant deux parois annulaires coaxiales, respectivement interne et externe, qui sont reliées entre elles en amont par un fond de chambre annulaire, le fond de chambre portant une rangée annulaire de systèmes d’injection de carburant à l’intérieur de la chambre, et
- un agencement de tôles (ou portions de tôles) de liaison du redresseur-diffuseur au distributeur, cet agencement de tôles faisant également partie du stator et comportant :
+ une première tôle annulaire ou portion de tôle annulaire qui est entourée par ladite paroi interne de la chambre et qui définit avec cette paroi interne un premier conduit annulaire de passage d’air sortant du redresseur-diffuseur, l’air étant destiné à s’écouler de l’amont vers l’aval dans ce premier conduit,
+ une seconde tôle annulaire ou portion de tôle annulaire qui entoure ledit arbre et qui définit avec cet arbre un second conduit annulaire de passage d’air, ce second conduit étant alimenté en air par le premier conduit et l’air étant destiné à s’écouler de l’aval vers l’amont dans ce second conduit, et
+ une troisième tôle annulaire ou portion de tôle annulaire qui est située, de préférence juste, en aval du rouet et qui s’étend radialement de l’intérieur vers l’extérieur depuis la seconde tôle ou portion de tôle jusqu’à la sortie du rouet, cette troisième tôle ou portion de tôle définissant avec une face radiale aval du rouet un troisième conduit annulaire de passage d’air qui est alimenté en air par le second conduit, l’air étant destiné à s’écouler radialement de l’intérieur vers l’extérieur dans ce troisième conduit,
caractérisé en ce que l’agencement de tôles comprend en outre au moins un injecteur d’air qui est alimenté en air prélevé dans le troisième conduit et qui débouche vers les systèmes d’injection de carburant en vue de leur alimentation avec cet air prélevé.
L’air qui sort du redresseur-diffuseur a été comprimé dans le compresseur centrifuge et est à une pression relativement importante. Une partie de cet air est guidé par l’agencement de tôles et circule en particulier radialement de l’intérieur vers l’extérieur le long de la face radiale aval du rouet. Cette circulation provoque une recompression de l’air par effet vortex entre la face radiale aval du rouet et l’agencement de tôles. De l’air comprimé à une pression supérieure à celle sortant du redresseur-diffuseur se retrouve donc au niveau de la sortie du rouet. Selon l’invention, l’agencement de tôles est conçu pour acheminer cet air jusqu’aux systèmes d’injection. Pour cela, l’agencement de tôles comprend au moins un injecteur d’air qui est alimenté en air prélevé dans le troisième conduit et qui alimente les systèmes d’injection avec cet air prélevé. La chambre de combustion est ainsi alimentée avec de l’air comprimé qui est à une pression supérieure à celle de l’air sortant du redresseur-diffuseur, ce qui est particulièrement avantageux car cela améliore significativement les performances de la chambre. Bien que la température de l’air comprimé sortant du redresseur-diffuseur puisse également augmenter par frottement visqueux avec le rouet lorsque l’air s’écoule le long de sa face radiale aval, l’air comprimé aura le temps de retrouver sa température initiale (en sortie du redresseur-diffuseur) avant de rejoindre l’injecteur du fait de sa circulation dans l’injecteur qui est globalement à la température de l’air sortant du redresseur-diffuseur.
L’agencement de tôles peut être un agencement d’une ou plusieurs tôle(s) ou d’une ou plusieurs portion(s) de tôle.
Le module selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
-- ledit au moins un injecteur d’air est en regard des systèmes d’injection de carburant ;
  • chacun des systèmes d’injection comprend un organe de support et de centrage d’une tête d’injecteur, cet organe comportant des vrilles et un bol mélangeur situé en aval des vrilles et comportant des orifices de passage d’air, ledit au moins un injecteur étant orienté pour déboucher vers les bols mélangeurs des systèmes d’injection ;
  • le bol mélangeur est relié d’une part aux vrilles et d’autre part à une collerette annulaire externe qui est montée coulissante dans un fourreau, la collerette définissant autour des vrilles un espace annulaire de passage de l’air apporté par ledit au moins un injecteur ;
  • ledit au moins un injecteur comprend une rangée annulaire de buses qui s’étendent selon une direction d’extension principale longitudinale ;
  • chacune des buses présente une forme ou orientation générale rectiligne ;
  • chacune des buses s’étend de l’amont vers l’aval et radialement vers l’extérieur ;
  • le nombre de buses est égal au nombre de systèmes d’injection ;
-- les buses sont orientées respectivement vers les bols mélangeurs des systèmes d’injection, et de préférence vers les espaces annulaires précités ;
  • les buses sont formées par des tubes rapportés et fixés sur une surépaisseur annulaire de l’agencement de tôles ;
  • ledit au moins un injecteur comprend une entrée située au niveau de la sortie du rouet, et une sortie qui débouche vers les systèmes d’injection de carburant ;
  • l’agencement de tôles forme une cavité annulaire interne qui est intercalée radialement entre l’arbre et la chambre de combustion ;
-- la cavité est totalement étanche ;
-- l’agencement de tôles forme une cavité annulaire interne qui est intercalée radialement entre l’arbre et la chambre de combustion ;
l’agencement de tôles comprend à sa périphérie externe au moins une ouverture débouchant radialement vers l’extérieur du côté de la chambre, et à sa périphérie interne au moins une seconde ouverture débouchant radialement vers l’intérieur du côté de l’arbre ;
  • l’agencement de tôles comprend une bride annulaire de fixation à un flasque annulaire, appelé premier flasque, solidaire dudit distributeur, le premier flasque étant monté radialement sous le distributeur ;
  • la bride comprend des lunules ou lumières orientées radialement pour la mise en communication fluidique dudit premier conduit avec ledit second conduit ;
-- la bride est dépourvue d’orifices axiaux de passage d’air ;
-- la troisième tôle annulaire ou portion de tôle annulaire est située en regard du rouet.
La présente invention concerne également une turbomachine d’aéronef, comportant au moins un module tel que décrit ci-dessus.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
FIG. 1laFIG. 1est une demi vue schématique en coupe axiale d’un module selon l’invention pour une turbomachine d’aéronef,
FIG. 2laFIG. 2est une vue schématique en coupe et en perspective d’un système d’injection de carburant pour une chambre de combustion ;
FIG. 3laFIG. 3est une autre vue à plus grande échelle d’une partie de laFIG. 1,
FIG. 4laFIG. 4est une autre vue à plus grande échelle d’une partie de laFIG. 1; et
FIG. 5laFIG. 5est une vue similaire à celle de laFIG. 1et qui illustre une variante de réalisation de l’invention.
 Description détaillée de l'invention
LaFIG. 1montre un module 10 pour une turbomachine d’aéronef, cette turbomachine étant ici un turboréacteur à double flux et double corps bien que cet exemple ne soit pas limitatif.
L’axe A désigne l’axe longitudinal de la turbomachine.
La turbomachine est partiellement représentée et comprend un générateur de gaz qui comporte d’amont en aval par référence à l’écoulement des gaz le long de l’axe A, au moins un compresseur 12, une chambre annulaire de combustion 14 et au moins une turbine 16.
La turbomachine peut comprendre un compresseur basse pression (non représenté) suivi d’un compresseur haute pression et centrifuge (représenté), et la turbine peut également comprendre une turbine haute pression (représentée) suivie d’une turbine basse pression (non représentée).
Le rotor du compresseur (centrifuge) 12 est relié au rotor de la turbine (haute pression) 16 par un arbre (haute pression) 18. L’arbre 18 est mobile en rotation autour de l’axe A.
Le rotor du compresseur 12 est formé par un rouet 20. Le rotor de la turbine 16 est formé par une roue 22. L’arbre 18 relie le rouet 20 et la roue 22 et forme avec eux un rotor ou corps tournant, en particulier haute pression.
La chambre de combustion 14 comprend deux parois annulaires coaxiales, respectivement interne 14a et externe 14b, qui sont reliées entre elles en amont par un fond de chambre annulaire 14c.
De façon connue, le fond de chambre 14c est équipé de systèmes 24 d’injection de carburant dans la chambre de combustion 14.
En référence à laFIG. 2, on constate qu’un système d’injection 24 comprend, de l’amont vers l’aval, des moyens 19a de support et de centrage de la tête d’un injecteur 17 (par exemple sous la forme d’un organe de support et de centrage 19a), des moyens 19b d’injection d’air (par exemple des vrilles annulaires 19b), et des moyens 19c de diffusion d’un mélange air-carburant dans la chambre. Le système d’injection 24 comprend en outre un fourreau annulaire 31 et une bague 41.
La chambre 14 est ainsi alimentée en air comprimé par le système d’injection 24, cet air comprimé étant mélangé au carburant apporté par les injecteurs 17.
L’organe de support et de centrage 19a de chaque système d’injection 19 comporte une surface tronconique 23a qui est évasée vers l’amont et qui est reliée par son extrémité aval, qui est donc celle de plus petit diamètre, à l’extrémité amont d’une surface cylindrique 23b. La tête de l’injecteur 17 coopère par glissement avec la surface tronconique 23a pour centrer l’injecteur 17, puis avec la surface cylindrique 23b. La tête de l’injecteur 17 est alors insérée dans l’organe de support et de centrage 19a.
L’organe de support et de centrage 19a comporte des vrilles annulaires 19b s’étendant autour d’un axe C et configurées pour former un flux d’air destiné à se mélanger au carburant injecté par la tête d’injecteur 17. Dans l’exemple représenté, l’axe C forme un axe de révolution pour le système d’injection 19. Un bol mélangeur 25 de forme tronconique est monté en aval des vrilles 19b pour la pulvérisation du mélange air/carburant qui entre dans la chambre de combustion 14.
L’organe de support et de centrage 19a comporte en outre une collerette annulaire 27 qui s’étend radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe C et qui comprend au moins une patte 27a radialement externe. L’organe de support et de centrage 19a est monté coulissant entre le fourreau annulaire 31 et la bague 41.
Les vrilles annulaires 19b comportent un premier étage d'aubes 19b1, et un deuxième étage d'aubes 19b2 qui ont pour fonction d'entraîner l'air en rotation autour de l'axe longitudinal C du système d'injection 19. Les aubes des étages 19b1, 19b2 peuvent être de même sens ou de sens contraire.
Le fourreau annulaire 31 est fixé sur le fond de chambre 14c, et est par exemple brasé sur le fond de chambre 14c. Le fourreau annulaire 31s’étend autour de l’axe C et comporte une surface annulaire radiale 31a formant une surface de glissement. Chaque patte 27a est apte à glisser sur la surface de glissement 31a du fourreau 31.
La bague 41 est rapportée et fixée sur le fourreau 31. La bague 41 s’étend autour de l’axe C et comporte une surface annulaire radiale 41a située en regard de la surface annulaire radiale 31a du fourreau 31. Les surfaces annulaires radiales 31a, 41a du fourreau 31 et de la bague 41 sont sensiblement parallèles et délimitent entre elles un espace annulaire de logement et de glissement de la collerette 27, plus précisément des pattes 27a de la collerette 27.
On constate à laFIG. 2que le bol mélangeur 25 comporte des orifices 25a de passage d’air et est relié d’une part aux vrilles 19b et d’autre part à la collerette annulaire externe 27. La collerette 27 définit autour des vrilles 19b un espace annulaire E de passage d’air jusqu’au bol mélangeur 25.
Le module 10 comprend en outre plusieurs autres éléments de stator parmi lesquels notamment un redresseur-diffuseur 26 et un distributeur 28 de la turbine 16.
Le redresseur-diffuseur 26 est monté en sortie du rouet 20 et comprend une premier partie annulaire formant un redresseur 26a et une seconde partie annulaire formant un diffuseur 26b. La première partie est orientée radialement et la seconde partie est orientée vers la chambre 14 avec une composante axiale. Ce type de redresseur-diffuseur 26 est connu.
Le distributeur 28 est un distributeur aubagé c’est-à-dire qu’il comprend une rangée annulaire d’aubes 28a. Il est intercalé axialement entre la sortie de la chambre 14 et la roue mobile 22.
La roue mobile 22 comprend également une rangée annulaire d’aubes 22a qui sont montées à la périphérie d’un disque 22b. Les aubes 22a comprennent des pieds qui sont montés axialement dans des alvéoles à la périphérie externe du disque 22b de façon connue.
La roue mobile 22 est entourée par un anneau d’étanchéité 30 qui définit avec des plateformes 22c des aubes 22a une première portion de la veine de turbine. Les aubes 28a du distributeur 28 s’étendent entre deux viroles annulaires 28b, 28c du distributeur 28 qui délimitent entre elles une seconde portion de la veine de turbine, située en amont de la première portion précitée. Les viroles 28b, 28c peuvent être formées par des plateformes mises circonférentiellement bout à bout.
Le stator comprend en outre un agencement de tôles 32 qui assure la liaison entre le redresseur-diffuseur 26 et le distributeur 28, et plus particulièrement entre le redresseur-diffuseur 26 et un premier flasque annulaire 34 solidaire du distributeur 28. Le premier flasque 34 est monté radialement sous le distributeur 28.
Dans l’exemple représenté, le premier flasque 34 comprend une périphérie externe 34a fixée à la périphérie interne du distributeur 28, et une périphérie interne 34b fixée à l’agencement de tôles 32. De préférence, la périphérie interne 34b du flasque 34 comprend une bride annulaire 35 de fixation à l’agencement de tôles 32.
Un second flasque annulaire 36 peut être fixé à la roue mobile 22. Le flasque 36 comprend une périphérie externe 36a en appui axial sur la périphérie externe du disque, en vue de la rétention des aubes (par appui axial de leurs pieds sur le flasque 36) sur le disque 22b, et une périphérie interne 36b fixée à l’arbre 18. En particulier, dans l’exemple représenté, la périphérie interne 36b est intercalée axialement entre une portion d’arbre 18a, située en amont et solidaire du rouet 20 et une autre portion d’arbre 18b, située en aval et solidaire du disque 22b.
Au moins un joint annulaire d’étanchéité 38 est de préférence monté entre le second flasque 36 et le premier flasque 34. Le joint 38 est de préférence à labyrinthe et comprend des léchettes annulaires 38a portées par ou formées sur le second flasque 36 et aptes à coopérer par frottement avec au moins un anneau abradable 38b porté par le premier flasque 34. De préférence, le joint 38 est situé radialement à l’intérieur de la bride 35 et donc entouré par cette bride 35.
L’agencement de tôles 32 est à la fois intercalé axialement entre le rouet 20 et le distributeur 28, ou ici les flasques 34, 36, et radialement entre l’arbre 18 et la chambre de combustion 14.
Comme sa dénomination l’indique, l’agencement de tôles 32 est formée par des tôles ou portions de tôle qui permettent notamment de guider une partie de l’air sortant du redresseur-diffuseur 26, et en particulier la partie de l’air qui contourne la chambre 14 radialement par l’intérieur.
Les figures 1 et 2 montrent l’air F1 qui sort du compresseur centrifuge 12 et qui alimente le redresseur-diffuseur 26, ainsi que l’air F2 qui sort du redresseur-diffuseur. Une partie de cet air F2 contourne la chambre 14 par l’intérieur et est désignée par f2. Le reste de cet air pénètre dans la chambre 14 ou contourne la chambre 14 radialement par l’extérieur.
L’agencement de tôles 32 comprend une première tôle annulaire 32a ou portion de tôle annulaire qui est entourée par la paroi interne 14a de la chambre 14 et qui définit avec cette paroi interne 14a un premier conduit annulaire 40 de passage de l’air f1, cet air f1 étant destiné à s’écouler de l’amont vers l’aval dans ce premier conduit 40.
La tôle 32a s’étend par exemple depuis la périphérie interne du redresseur-diffuseur 26 jusqu’à une bride annulaire 42 de fixation à la bride 35 du premier flasque 34.
Dans l’exemple représenté, la tôle 32a comprend pour l’essentiel deux portions à savoir une première portion 32a1 amont qui est cylindrique, et une seconde portion 32a2 aval qui est tronconique et qui converge vers l’aval. La première portion 32a1 a une extrémité amont reliée à la périphérie interne du redresseur-diffuseur 26 et une extrémité aval qui est située à l’intérieur de la paroi interne 14a de la chambre 14, et qui est reliée à l’extrémité amont de la seconde portion 32a2. Cette seconde portion 32a2 est sensiblement parallèle à la paroi 14a de la chambre 14 et sa périphérie interne est reliée à la bride 42.
La bride 42 comprend des orifices axiaux alignés avec des orifices de la bride 35 pour le passage d’éléments de fixation 44 du type vis-écrou par exemple.
Dans l’exemple représenté toutefois, la bride 42 comprend des lunules 46 ou lumières orientées radialement pour le passage d’air en direction radiale en particulier depuis l’extrémité aval du premier conduit 40 (flèche f2 aux figures 1 et 3).
L’agencement de tôles 32 comprend une seconde tôle annulaire 32b ou portion de tôle annulaire qui entoure l’arbre 18, et en particulier la portion d’arbre 18a, et qui définit avec cet arbre 18 un second conduit annulaire 48 de passage d’air. Ce second conduit 48 est alimenté en air par le premier conduit 40, en particulier à travers les lunules 46, et l’air f3 est destiné à s’écouler de l’aval vers l’amont dans ce second conduit 48.
La tôle 32b s’étend par exemple vers l’amont depuis la bride 42 de la tôle 32a.
Dans l’exemple représenté, la tôle 32b comprend pour l’essentiel deux portions à savoir une première portion 32b1 aval qui est tronconique et converge vers l’amont, et une seconde portion 32b2 amont qui est cylindrique. La première portion 32b1 a une extrémité aval reliée à la bride 42 et une extrémité amont qui est reliée à l’extrémité aval de la seconde portion 32b2. Cette seconde portion 32a2 est de préférence située à faible distance radiale de l’arbre 18 de façon à ce que le conduit 48 soit à un diamètre le plus petit possible.
La première portion 32b1 peut être située en vis-à-vis axialement du second flasque 36, en particulier d’une paroi radiale 36c du second flasque 36 qui s’étend entre l’arbre 18 et le premier flasque 34.
La première portion 32b1 peut être située radialement à l’intérieur de la seconde portion 32a2 et peut donc être entourée par cette portion 32a2 comme dans l’exemple représenté.
La seconde portion 32b2 peut être située radialement à l’intérieur de la première portion 32a1.
L’agencement de tôles 32 comprend une troisième tôle annulaire 32c ou portion de tôle annulaire qui est située, de préférence juste en aval (ou en regard) du rouet 20 et qui s’étend radialement de l’intérieur vers l’extérieur depuis la seconde tôle 32b jusqu’à la sortie du rouet 20.
Cette troisième tôle 32c définit avec une face radiale aval 20a du rouet 20 un troisième conduit annulaire 50 de passage d’air f4 qui est alimenté en air par le second conduit 48. L’air f4 est destiné à s’écouler radialement de l’intérieur vers l’extérieur dans ce troisième conduit 50 et à être recomprimé par effet vortex du fait de son passage à proximité de la face 20a du rouet 20.
La tôle 32c s’étend par exemple depuis l’extrémité amont de la tôle 32b jusqu’à la périphérie interne du redresseur-diffuseur 26. Les tôles 32a et 32c peuvent être reliées au redresseur-diffuseur 26 en une même zone comme dans l’exemple représenté.
Dans l’exemple représenté, la tôle 32c comprend pour l’essentiel deux portions à savoir une première portion 32c1 aval qui est tronconique et est évasée vers l’amont, et une seconde portion 32c2 amont qui est radiale et s’étend radialement vers l’extérieur. La première portion 32c1 présente une extrémité aval ou périphérie interne reliée à l’extrémité amont de la tôle 32b et en particulier de sa portion 32b2, et une extrémité amont ou périphérie externe qui est reliée à l’extrémité radialement interne de la seconde portion 32c2. Cette seconde portion 32c2 est reliée au redresseur-diffuseur 26, en particulier avec l’extrémité amont de la tôle 32a.
La tôle 32c peut être située radialement à l’intérieur de la tôle 32a, et donc être entourée par la tôle 32a. en particulier, les portions 32c1, 32c2 peuvent être entourées par la première portion 32a1 de la tôle 32a.
La première portion 32c1 peut être située axialement en regard de la portion 32b1. La seconde portion 32c2 peut être située axialement en regard de la portion 32a2 et/ou de la bride 42.
Dans l’exemple représenté, on constate que l’agencement de tôles 32 délimite intérieurement une cavité annulaire interne 54. Cette cavité 54 est délimitée extérieurement par la tôle 32a, intérieurement par la tôle 32, à l’amont par la tôle 32c, et à l’aval par les portions 32a2 et 32b1 des tôles 32a, 32b.
L’agencement de tôles 32 peut comprendre des nervures annulaires de rigidification 52. Dans l’exemple représenté, c’est par exemple le cas de la tôle 32 et en particulier de sa seconde portion 32b2. Les nervures 52 sont ici situées radialement à l’intérieur de la cavité interne 54 de l’agencement de tôles 32.
Dans le mode de réalisation de laFIG. 1, la cavité 54 est totalement fermée et de préférence étanche.
Dans la variante de réalisation de laFIG. 5, la cavité 54 est au contraire ouverte et comprend à sa périphérie externe au moins une ouverture 64 débouchant radialement vers l’extérieur du côté de la chambre 14, et en particulier de sa paroi interne 14a, et à sa périphérie interne au moins une seconde ouverture 66 débouchant radialement vers l’intérieur du côté de l’arbre 18, et en particulier de la portion d’arbre 18a.
La particularité du module 10 est qu’il comprend en outre au moins un injecteur d’air 56 qui permet d’injecter de l’air au niveau des systèmes d’injection 24 de la chambre 14.
L’agencement de tôles 32 peut être formé d’une seule pièce avec au moins une partie de l’injecteur 56 comme cela est visible dans les dessins.
On voit en particulier dans les dessins que l’agencement de tôles 32 peut être formé d’une seule pièce, y compris avec la bride 42 et le redresseur-diffuseur 26.
De manière avantageuse, l’injecteur 56 comprend une entrée 56a située au niveau de la sortie du rouet 20, et une sortie 56b orientée vers les systèmes 24 d’injection de carburant et idéalement disposée pour déboucher en regard de ces systèmes (FIG. 3).
De manière avantageuse et comme illustré dans les dessins, l’injecteur 56 comprend une rangée annulaire de buses 58. Ces buses 58 s’étendent avantageusement selon une direction d’extension principale longitudinale
Chacune des buses 58 a de préférence une forme générale rectiligne pour mieux guider l’air prélevé.
Dans l’exemple représenté, chacune des buses 58 s’étend de l’amont vers l’aval radialement vers l’extérieur.
Le nombre de buses 58 est de préférence égal au nombre de systèmes d’injection 24, de façon à permettre d’associer une buse 58 à chacun de ces systèmes 24.
Comme on le voit dans les figures 1 et 3 par exemple, les buses 58 peuvent être orientées respectivement pour déboucher vers les bols mélangeurs 25 des systèmes d’injection 24, et de préférence pour déboucher vers les espaces annulaires E précités.
Les buses 58 peuvent être formées par des tubes rapportés et fixés sur une surépaisseur annulaire 60 de l’agencement de tôles 32. Les tubes comportent des passages internes 62 qui débouchent à une extrémité vers les systèmes d’injection 24, et qui sont en communication fluidique à une extrémité opposée avec des alésages 63 formés dans la surépaisseur 60. Ces alésages 63 sont alignés avec les passages internes 62 des tubes et débouchent à leurs extrémités amont à la périphérie externe de la tôle 32c, et en particulier de sa portion 32c2.On comprend donc que l’air circule dans le module 10 de la façon suivante. L’air F1 sort du compresseur centrifuge 12 à une pression donnée et circule dans le redresseur-diffuseur 26 qui diffuse de l’air F2. Une partie de cet air f1 contourne la chambre 14 par l’intérieur et circule dans le conduit 40 et passe à travers les lunules 46. L’air f2, f3 circule ensuite dans le conduit 48 jusque dans le conduit 50. Lorsque l’air f4 remonte le long de la face aval 20a du rouet 20, il est encore davantage comprimé par effet vortex et a une pression supérieure à celle en sortie du rouet 20. Cet air f5 rentre dans l’injecteur 56, et en particulier les buses 58, par l’entrées 56a, et est acheminé jusqu’à la sortie 56b où l’air f6 est injecté au niveau des bols mélangeurs 25 à travers les espaces E des systèmes d’injection 24.
Bien que la température de l’air f4 puisse également augmenter par frottement visqueux avec le rouet 20, cet air aura le temps de retrouver une température proche ou identique à l’air F2 ou f1 du fait du passage de l’air f5 à travers l’injecteur 56 qui est globalement à la température de l’air F2, f1.
La circulation de l’air dans la variante de réalisation de laFIG. 5est un peu différente. L’air F1 sort du compresseur centrifuge 12 à une pression donnée et circule dans le redresseur-diffuseur 26 qui diffuse de l’air F2. De l’air f1 contourne la chambre 14 par l’intérieur et circule dans le conduit 40. Une partie de cet air f1’ passe à travers l’ouverture 64 et pénètre dans la cavité 54. Le reste de l’air f2 continue de s’écouler dans le conduit 40 et traverse les lunules 46 pour se retrouver directement à l’intérieur de la cavité 54. L’air f3 contenu dans la cavité 54 en sort par l’ouverture 66 et se retrouve dans le conduit 48 pour s’écouler de l’aval vers l’amont jusque dans le conduit 50. Lorsque l’air f4 remonte le long de la face aval 20a du rouet 20, il est encore davantage comprimé par effet vortex et a une pression supérieure à celle en sortie du rouet 20. Cet air f5 rentre dans l’injecteur 56, et en particulier rentre dans les buses 58, par l’entrées 56a, et est acheminé jusqu’à la sortie 56b où l’air f6 est injecté au niveau des bols mélangeurs 25 à travers les espaces E des systèmes d’injection 24.
Dans cette variante de réalisation, même si les conduits 40, 48 ne communiquent pas directement entre eux par les lunules 46, le conduit 48 reste alimenté en air par le conduit 40 dans la mesure où une partie de l’air qui s’écoule dans le conduit 40 traverse la cavité 54 pour alimenter le conduit 50.
Bien que la température de l’air f4 puisse également augmenter par frottement visqueux avec le rouet 20, cet air aura le temps de retrouver une température proche ou identique à l’air F2 ou f1 du fait du passage de l’air f5 à travers l’injecteur 56 qui est globalement à la température de l’air F2, f1.
Bien que cela ne soit pas représenté, des ailettes pourraient être présentes sur la face radiale 20a du rouet afin d’accentuer le phénomène de recompression de l’air f4.
De manière générale, l’invention permet d’alimenter les systèmes d’injection avec de l’air à une pression plus élevée et avec une température inchangée. Cela permet d’améliorer les performances de la chambre de combustion en améliorant l’injection du mélange air-carburant dans la chambre.

Claims (14)

  1. Module (10) pour une turbomachine d’aéronef, ce module (10) comportant :
    - un rotor comportant un rouet (20) de compresseur centrifuge (12) et une roue mobile (22) de turbine (16), le rouet (20) et la roue mobile (22) étant reliés l’un à l’autre par un arbre (18) mobile en rotation autour d’un axe (A),
    - un stator comportant un redresseur-diffuseur (26) monté en sortie du rouet (20) et un distributeur de turbine (28) monté en amont de la roue mobile (22),
    - une chambre annulaire de combustion (14) faisant également partie du stator et intercalée axialement entre le redresseur-diffuseur (26) et le distributeur (28), la chambre de combustion (14) comportant deux parois annulaires coaxiales, respectivement interne (14a) et externe (14b), qui sont reliées entre elles en amont par un fond de chambre annulaire (14c), le fond de chambre (14c) portant une rangée annulaire de systèmes (24) d’injection de carburant à l’intérieur de la chambre (14), et
    - un agencement de tôles (32) de liaison du redresseur-diffuseur (26) au distributeur (28), cet agencement de tôles (32) faisant également partie du stator et comportant :
    + une première tôle annulaire (32a) ou portion de tôle annulaire qui est entourée par ladite paroi interne (14a) de la chambre (14) et qui définit avec cette paroi interne (14a) un premier conduit annulaire (40) de passage d’air (f1) sortant du redresseur-diffuseur (26), l’air (f1) étant destiné à s’écouler de l’amont vers l’aval dans ce premier conduit (40),
    + une seconde tôle annulaire (32b) ou portion de tôle annulaire qui entoure ledit arbre (18) et qui définit avec cet arbre (18) un second conduit annulaire (48) de passage d’air, ce second conduit (48) étant alimenté en air par le premier conduit (40) et l’air (f3) étant destiné à s’écouler de l’aval vers l’amont dans ce second conduit (48), et
    + une troisième tôle annulaire (32c) ou portion de tôle annulaire qui est située en aval du rouet (20) et qui s’étend radialement de l’intérieur vers l’extérieur depuis la seconde tôle (32b) ou portion de tôle jusqu’à la sortie du rouet (20), cette troisième tôle (32c) ou portion de tôle définissant avec une face radiale aval (20a) du rouet (20) un troisième conduit annulaire (50) de passage d’air qui est alimenté en air par le second conduit (48), l’air (f4) étant destiné à s’écouler radialement de l’intérieur vers l’extérieur dans ce troisième conduit (50),
    caractérisé en ce que l’agencement de tôles (32) comprend en outre au moins un injecteur d’air (56) qui est alimenté en air prélevé dans le troisième conduit (50) et qui débouche vers les systèmes (24) d’injection de carburant en vue de leur alimentation avec cet air prélevé.
  2. Module (10) selon la revendication 1, dans lequel chacun des systèmes d’injection (24) comprend un organe (19a) de support et de centrage d’une tête d’injecteur (17), cet organe (19a) comportant des vrilles (19b) et un bol mélangeur (25) situé en aval des vrilles (19b) et comportant des orifices (25a) de passage d’air, ledit au moins un injecteur (56) étant orienté pour déboucher vers les bols mélangeurs (25) des systèmes d’injection (24).
  3. Module (10) selon la revendication 2, dans lequel le bol mélangeur (25) est relié d’une part aux vrilles (19b) et d’autre part à une collerette annulaire externe (27) qui est montée coulissante dans un fourreau (31), la collerette (27) définissant autour des vrilles (19b) un espace annulaire (E) de passage de l’air apporté par ledit au moins un injecteur (56).
  4. Module (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un injecteur (56) comprend une entrée (56a) située au niveau de la sortie du rouet (20), et une sortie (56b) qui débouche vers les systèmes (24) d’injection de carburant.
  5. Module (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un injecteur (56) comprend une rangée annulaire de buses (58) qui s’étendent selon une direction d’extension principale longitudinale.
  6. Module (10) selon la revendication 5, dans lequel chacune des buses (58) présente une forme générale rectiligne.
  7. Module (10) selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chacune des buses (58) s’étend de l’amont vers l’aval et radialement vers l’extérieur.
  8. Module (10) selon l’une des revendications 5 à 7, en dépendance de la revendication 2 ou 3, dans lequel le nombre de buses (58) est égal au nombre de systèmes d’injection (24).
  9. Module (10) selon l’une des revendications 5 à 8, dans lequel les buses (58) sont formées par des tubes rapportés et fixés sur une surépaisseur annulaire (60) de l’agencement de tôles (32).
  10. Module (10) selon l’une des revendications 1 à 9, dans lequel l’agencement de tôles (32) forme une cavité annulaire interne (54) qui est intercalée radialement entre l’arbre (18) et la chambre de combustion (14).
  11. Module (10) selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel l’agencement de tôles (32) comprend à sa périphérie externe au moins une ouverture (64) débouchant radialement vers l’extérieur du côté de la chambre (14), et à sa périphérie interne au moins une seconde ouverture (66) débouchant radialement vers l’intérieur du côté de l’arbre (18).
  12. Module (10) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’agencement de tôles (32) comprend une bride annulaire (42) de fixation à un flasque annulaire (34), appelé premier flasque, solidaire dudit distributeur (28), le premier flasque (34) étant monté radialement sous le distributeur (28).
  13. Module (10) selon la revendication précédente, dans lequel la bride (42) comprend des lunules (46) ou lumières orientées radialement pour la mise en communication fluidique dudit premier conduit (40) avec ledit second conduit (48).
  14. Turbomachine pour un aéronef, comportant au moins un module (10) selon l’une des revendications précédentes.
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