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CA 02582634 2007-03-28
CONFIGURATION D'OUVERTURES DE DILUTION DANS UNE PAROI DE
CHAMBRE DE COMBUSTION DE TURBOMACHINE
1-Domaine technique et arrière-plan de l'invention
L'invention concerne le domaine des chambres de
combustion de turbomoteurs et plus précisément la
configuration des ouvertures d'admission d'air de dilution et
des perforations de passage d'air de refroidissement
aménagées dans les parois du tube à flamme ou dans tout
élément de paroi de chambre de combustion.
La figure 1B montre une vue en coupe axiale d'une
chambre de combustion 1 de turbomachine selon l'état de la
technique, tel que décrit dans le document de brevet EP-A-0
743 490 au nom de la demanderesse.
La chambre de combustion 1 est formée de deux parois
latérales 3 tubulaires concentriques, constituant un tube à
flamme (s'étendant dans la direction longitudinale L-L de la
chambre, parallèle ici à l'axe X-X de la turbomachine). La
chambre est fermée à une extrémité, côté amont M, par une
paroi de fond 4 annulaire où se situent des injecteurs de
carburant 6 et des entrées 7 d'air comburant, dont la
combustion engendre un flux de gaz de combustion. La chambre
s'achève à l'autre extrémité, côté aval V, par un orifice
annulaire 5 d'échappement du flux G de gaz brûlés à
destination de la turbine à gaz rotative de la turbomachine.
Comme illustré sur la figure 1B, des ouvertures 8 ou
trous de dilution sont aménagés dans les parois latérales 3
de la chambre 1, pour mélanger un flux A d'air frais
complémentaire dans le flux G de gaz de combustion qui se
propage vers l'aval V de la chambre 1. Cette adjonction d'air
frais A sert à diluer les gaz brûlants G, à réduire leur
température, à refroidir les parois et à augmenter la
proportion d'air dans le mélange gazeux. Ceci afin d'essayer
d'optimiser la st chiométrie du mélange air
comburant/carburant, de brûler les imbrûlés et de réduire les
émissions de NOx -oxydes d'azote-, en vue d'améliorer la
combustion du mélange gazeux G (notamment en prolongeant, sur
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toute l'étendue de la chambre, la combustion du mélange
initialement-trop riche, à l'allumage).
Les ouvertures 8 d'admission d'air de dilution percées
dans les parois latérales 3 sont disposées suivant la
circonférence des parois tubulaires à une position axiale
médiane entre le fond M et l'orifice 5 de la chambre 1.
On connaît diverses techniques dans l'art antérieur pour
aménager les ouvertures de dilution 8.
Comme illustré sur les vues lA et 1C, il existe des
ouvertures de dilution 8' appelées "trous à bord droit".
L'ouverture 8' est obtenue par simple perçage normal (avec un
forêt ou par découpe à l'emporte pièce) d'un alésage
cylindrique à bords francs, perpendiculaires à la paroi 3 de
la chambre 1. L'ouverture 8' peut aussi être réalisée par
laser.
Ces ouvertures de dilution 8' à bords droits selon l'art
antérieur ont pour inconvénients de ne pas permettre une
bonne admission du flux d'air de dilution D et de ne pas
offrir un bon rendement. Le flux A d'air frais comprimé qui
circule dans le contournement 2 autour de la chambre 1 de
combustion et qui longe les parois latérales 3 de la chambre,
est dérouté brusquement à angle droit D pour passer dans
l'axe T-T de l'ouverture 8'.
Il existe une autre technique connue pour réaliser des
ouvertures de dilution 8 comme illustré sur les vues 1B et 1D
dans laquelle les ouvertures 8 présentent des "bords tombés",
c'est-à-dire des bords rabattus vers l'intérieur de la
chambre 1 en respectant un certain degré de courbure (bords
comportant des zones "rayonnées" ou arrondies), ce qui leur
donne une forme de cratère.
Ces ouvertures de dilution 8 à "bords tombés" ont pour
inconvénients d'être exposées à l'incidence du flux de gaz
brûlants G ce qui provoque l'apparition de points chauds et
parfois de zones de brûlure sur la crête du "cratère" formé
par le bord de l'ouverture 8 et surtout dans la zone de
sillage en aval de l'ouverture, à cause du tourbillon S
provoqué par l'incidence du flux longitudinal de gaz brûlant
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G sur la crête du bord 8 qui fait saillie transversalement à
l'intérieur de la chambre 1.
Par ailleurs, à côté des ouvertures de dilution 8' (en
anglais "dilution holeslapertures"), qui sont de dimensions
relativement grandes, les parois 3 de la chambre 1 comportent
des perforations 9, de dimensions minuscules. Ces micro-
perforations sont réparties sur l'étendue de ces parois
métalliques 3, avec une concentration préférentielle aux
abords des ouvertures de dilution 8'. Ces perforations (en
anglais "impingement holes") servent à l'injection de micro-
flux d'air dont le rôle premier est de refroidir la masse
métallique des parois latérales 3 pour leur permettre de
résister aux températures très élevées (plus de 1000 C) des
gaz brûlants G dans la chambre de combustion 1. Il convient,
dans la présente, de distinguer ces micro-perforations
d'injection d'air de refroidissement, appelées ici
perforations de refroidissement, par rapport aux relativement
grandes ouvertures d'admission d'air de dilution, appelées
ici ouvertures de dilution.
Un autre inconvénient des ouvertures de dilution 8 "à
bords tombés" est que la courbure des bords rabattus ne
permet pas de percer de perforations de refroidissement aux
abords immédiats de l'ouverture 8 et précisément dans les
zones exposées à la formation de points chauds ou de
brûlures, qui nécessiteraient un refroidissement efficace. La
déformation des bords de l'ouverture de dilution empêche
d'approcher les perforations près des bords sans les
affecter.
Le but de l'invention est de pallier aux inconvénients
des solutions actuelles et de réaliser une chambre de
combustion munie d'ouvertures de dilution permettant
d'optimiser l'admission du flux d'air tout en évitant, dans
la mesure du possible, les turbulences et la formation de
points chauds, nuisibles à la tenue thermo-mécanique de la
chambre de combustion et à sa durée de vie.
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2-Exposé sommaire de l'invention
Pour cela, l'invention concerne une chambre de
combustion annulaire de turbomachine possédant une paroi de
fond, s'étendant transversalement à un axe longitudinal
d'extension de la chambre, et des parois latérales s'étendant
longitudinalement depuis la paroi de fond, située en amont de
la chambre, jusqu'à un orifice d'éjection de flux de gaz de
combustion, situé en aval de la chambre, les parois latérales
comportant au moins une rangée d'ouvertures d'admission d'air
de dilution du flux de gaz de combustion, avec la
particularité qu'au moins une ouverture de dilution présente
un bord amont saillant vers l'intérieur de la chambre et un
bord aval asymétrique du bord amont par rapport à un plan
transversal à la paroi, la lumière de l'ouverture ayant un
axe orienté selon une direction oblique par rapport à la
paroi, orientée vers l'intérieur et vers l'aval de la
chambre.
Selon un mode de réalisation, le bord aval est saillant
vers l'extérieur de la chambre.
De préférence, le bord aval est moins saillant que le
bord amont.
Selon un autre mode de réalisation, le bord aval est
sensiblement rectiligne.
Selon une caractéristique avantageuse, le bord amont est
rabattu suivant une direction oblique par rapport à la paroi
latérale et orienté vers l'intérieur et vers l'aval de la
chambre.
Selon une autre caractéristique avantageuse, le bord
aval est rabattu suivant une direction oblique par rapport à
la paroi latérale et orienté vers l'extérieur et vers l'amont
de la chambre.
L'alésage de l'ouverture peut comporter des parois
sensiblement cylindriques.
Généralement, l'ouverture présente une section
elliptique à la surface de la paroi latérale.
En particulier, la section elliptique de l'ouverture
peut avoir un grand axe dirigé suivant une direction
longitudinale de la chambre allant de l'amont vers l'aval.
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Alternativement, le grand axe de l'ellipse de
l'ouverture peut être dirigé sensiblement transversalement.
Avantageusement, le bord saillant de l'ouverture s'étend
et s'adoucit transversalement et/ou la proéminence du bord
5 saillant amont diminue progressivement de l'amont vers
l'aval.
De préférence, au moins un bord saillant a une forme
d'arcade.
En particulier, le bord amont forme une arcade faisant
saillie vers l'intérieur et vers l'aval de la chambre et/ou
le bord aval forme une arcade faisant saillie vers
l'extérieur et vers l'amont de la chambre.
Avantageusement, la ou les arcades de l'ouverture sont
allongées transversalement.
En outre, il est prévu, selon l'invention, que la paroi
latérale comporte une pluralité de perforations de passage
d'air de refroidissement.
Avantageusement, des perforations de refroidissement
sont aménagées sur au moins un bord et/ou dans une zone
autour du bord de l'ouverture de dilution.
En particulier, des perforations de refroidissement
peuvent être aménagées sur le pourtour aval de l'ouverture de
dilution.
Il est prévu, avantageusement, que le pourtour de
l'ouverture comporte une densité de perforations de
refroidissement supérieure au reste de la paroi latérale de
la chambre.
De préférence, les perforations de refroidissement sont
dirigées en oblique par rapport à la surface de la paroi
latérale, en particulier les perforations de refroidissement
sont orientées obliquement dans le sens allant de l'amont
vers l'aval en suivant le passage de l'air de l'extérieur
vers l'intérieur de la chambre.
L'invention s'applique à une turbomachine muni d'une
telle chambre de combustion.
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L'invention concerne également un élément de paroi
latérale pour former une telle chambre de combustion,
l'élément de paroi comportant au moins une ouverture de
dilution présentant un bord amont saillant vers le côté
intérieur de la paroi et un bord aval asymétrique du bord
amont par rapport à un plan transversal à la paroi, la
lumière de l'ouverture ayant un axe oblique par rapport à la
paroi, orienté vers l'intérieur et vers l'aval.
L'invention peut concerner également un élément de paroi
latérale de chambre de combustion de turbomachine présentant
une zone de combustion de gaz située en amont et un orifice
d'éjection des gaz de combustion situé en aval, la paroi
latérale comportant des ouvertures d'admission d'air de
dilution du flux de gaz de combustion, l'élément de paroi
comportant au moins une ouverture de dilution présentant un
bord amont saillant vers le côté intérieur de la paroi et un
bord aval asymétrique du bord amont par rapport à un plan
transversal à la paroi, la lumière de l'ouverture ayant un
axe oblique par rapport à la paroi, orienté vers l'intérieur
et vers l'aval.
3-Légende des figures
D'autres particularités ou avantages de l'invention
apparaîtront clairement dans la suite de la description
donnée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des
figures annexées qui représentent :
La figure 1B, précédemment décrite, montre une chambre
de combustion de turbomachine, vue en coupe axiale selon
l'axe de la turbomachine, accompagnées de vues en coupes
détaillées 1A, 1C et 1D montrant diverses configurations
d'ouvertures d'admission d'air de dilution avec des bords
symétriques selon l'art antérieur ;
La figure 2 est une vue en coupe longitudinale
schématique d'un premier mode de réalisation d'ouverture de
dilution munie de bords dissymétriques (bord amont saillant,
bord aval droit) selon l'invention ;
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La figure 3 est une vue en coupe schématique d'un
deuxième mode de réalisation d'ouverture de dilution avec un
bord amont fortement saillant vers l'intérieur et un bord
aval faiblement saillant vers l'extérieur, selon l'invention;
La figure 4 est une vue en coupe schématique d'un
troisième mode de réalisation d'ouverture de dilution avec un
bord amont saillant vers l'intérieur et un bord aval
également saillant, mais vers l'extérieur, selon l'invention;
La figure 5 montre, sous divers angles de vue, un
exemple de forme d'ouverture de dilution d'après le premier
mode de réalisation de l'invention (vues de l'intérieur 5A,
de l'extérieur 5B, de profil 5C et vue rasante 5D);
La figure 6 montre, sous divers points de vue, une paroi
de chambre de combustion munie d'ouvertures de dilution avec
un bord amont saillant vers l'intérieur et un bord aval
saillant vers l'extérieur, d'après le troisième mode de
réalisation de l'invention ;
Les figures 7A et 7B montrent une vue intérieure et une
vue extérieure rasante dans l'axe longitudinal d'une paroi de
chambre de combustion munie d'ouvertures de dilution avec un
bord amont saillant vers l'intérieur et un bord aval saillant
vers l'extérieur selon le troisième mode de réalisation de
l'invention, l'ouverture ayant une forme d'ellipse s'étendant
transversalement ;
Les figures 8B et 8A montrent une vue d'ensemble et une
vue de détail de l'extérieur d'une paroi de chambre de
combustion munie de plusieurs ouvertures d'admission d'air de
dilution et d'une multitude de perforations d'injection d'air
de refroidissement disposées autour de l'ouverture selon
l'invention ; et,
La figure 9 montre une turbomachine comportant une
chambre de combustion selon l'invention.
4-Description détaillée
Les schémas des figures 2, 3 et 4 représentent trois
modes de réalisations d'ouvertures 10,20,30 d'admission d'air
de dilution dans un élément de paroi latérale 3 de chambre de
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combustion 1 selon l'invention, ces trois figures de
réalisation montrant que l'ouverture de dilution comporte des
bords dissymétriques 11/12, 21/22 et 31/32. Plus précisément,
contrairement à l'état de la technique, le bord amont
11/21/31 et le bord aval 12/22/32 de l'ouverture ne sont pas
symétriques par rapport à un plan T-T transversal à la paroi
latérale 3.
Les parois latérales de chambre de combustion sont
formées de matériaux métalliques, notamment d'alliages de
métaux réfractaires aptes à résister au fluage et à
l'oxydation et ceci, aux températures très élevées (notamment
supérieures à 1000 C) régnant à l'intérieur d'une chambre de
combustion. A titre d'exemple, les éléments de paroi
présentés ici, peuvent être réalisés à partir de tôles
laminées et embouties en alliage à base de nickel, notamment
un alliage de nickel, de chrome et de fer où le nickel est
majoritaire, tel que l'Hastelloy X, ou en un alliage à base
de cobalt, notamment alliant du cobalt, du chrome, du nickel,
du tungstène et où le cobalt est majoritaire, tel que le HA
188.
De façon générale, les ouvertures de dilution 10,20,30
réalisées dans une paroi 3 de chambre selon l'invention,
comportent un bord amont 11, 21 ou 31 saillant vers un côté
intérieur de la chambre 1, et un bord aval 12, 22 ou 32 non
proéminent vers l'intérieur de la chambre 1. Le saillant du
bord amont 11,21,31 est de préférence dirigé en oblique H-H
par rapport à la paroi 3, le bord amont 11,21,31 étant
rabattu suivant une direction oblique H-H orientée vers
l'intérieur 1 et vers l'aval V de la chambre, la direction
H-H étant sensiblement inscrite dans le plan longitudinal L-L
de la chambre 1.
La forme du bord aval 12,22,32 de l'ouverture 10,20,30
peut faire l'objet de plusieurs variantes de réalisation,
comme illustré sur les figures.
Selon le premier mode de réalisation schématisé sur la
figure 2, le pourtour aval 12 de l'ouverture 10 présente un
bord droit, c'est-à-dire un bord franc 12 non-saillant,
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inscrit dans le prolongement de la paroi latérale 3 (bord
plan ou rectiligne).
Selon le deuxième mode de réalisation schématisé sur de
la figure 3, l'ouverture 20 présente un bord aval 22
légèrement saillant vers l'extérieur de la chambre 1, le bord
aval 22 (tourné vers l'extérieur) étant moins saillant que le
bord amont 21 (tourné vers l'intérieur).
Selon le troisième mode de réalisation schématisé sur la
figure 4, l'ouverture 30 présente un bord aval 32 saillant
vers l' extérieur de la chambre 1, le bord aval 32 étant ici
sensiblement aussi saillant vers l'extérieur que le bord
amont 31 est saillant vers l'intérieur 1. Dans ce cas, les
bords 31 et 32 de l'ouverture peuvent être symétriques par
rapport à un point central 0 de l'ouverture 30, sans être
cependant symétriques par rapport à un plan T-T transversal à
la paroi 3.
Un avantage d'une ouverture selon l'invention présentant
un bord aval 22 ou 32 saillant vers l'extérieur est de
pouvoir capter et dévier le flux A d'air frais qui longe
l'extérieur des parois 3 de la chambre 1 et donc d'accentuer
le flux D d'admission d'air frais dans la chambre 1. Selon la
proéminence du bord aval 22 ou 32 vers l'extérieur, cette
accentuation sera plus ou moins marquée.
Selon une autre alternative de réalisation, non
représentée, le bord aval peut toutefois être légèrement
saillant vers l'intérieur de la chambre, le bord aval étant
moins saillant vers l'intérieur que le bord amont. Du fait
que le bord aval est moins saillant que le bord amont, il ne
forme plus une crête proéminente à l'intérieur de la chambre
et n'est plus exposé à l'incidence du flux de gaz brûlants.
En fonctionnement, l'ouverture de la paroi présente
ainsi un bord amont dirigé obliquement dans la direction du
flux de gaz brûlants. Le bord amont est rabattu et présente
une proéminence réduite à l'intérieur de la chambre par
rapport à un trou à 'bord tombé' de l'art antérieur. Au lieu
de tomber sous incidence normale (comme dans l'art antérieur
sur un "bord tombé"), le flux de gaz arrive avec une
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incidence oblique sur le bord amont de l'ouverture de
dilution selon l'invention.
Ceci diminue l'exposition du bord de l'ouverture au flux
de gaz brûlants et, par conséquent, réduit son élévation de
5 température.
De plus, l'orientation en oblique du bord amont saillant
à l'intérieur de la chambre limite les turbulences du flux de
gaz brûlant dans le sillage en aval de l'ouverture.
Cet effet est renforcé par le fait que le bord aval ne
10 fait pas saillie symétriquement au bord amont à l'intérieur
de la chambre, ce qui inhibe la formation d'un tourbillon sur
les bords amont et aval de l'ouverture.
De façon générale, du fait que le bord aval 12, 22 ou 32
est effacé par rapport au saillant du bord amont 11,21 ou 31,
l'avantage de l'ouverture 10,20,30 selon l'invention est de
réduire la possibilité de formation de turbulences sur le
bord aval 12,22,32 et d'inhiber l'apparition de points chauds
dans le sillage de l'ouverture.
La direction H-H de l'ouverture est avantageusement
dirigée en oblique vers l'intérieur 1 et vers l'aval V de la
chambre 1, ce qui permet d'obtenir un flux D d'admission
d'air de dilution dirigé vers l'intérieur et vers l'aval.
Ceci offre un double avantage :
- le flux A d'air frais qui longe l'extérieur des parois
3 de la chambre 1 est relativement peu dévié (par rapport à
une admission normale) et diverge faiblement d'un angle a
pour former le flux d'admission D. L'air frais A s'engouffre
aisément dans l'ouverture 10,20,30 pour entrer D dans la
chambre 1 ;
- il y a confluence du flux D d'air de dilution admis
dans la chambre 1 avec le flux G de gaz de combustion qui se
propage longitudinalement L-L dans la chambre 1, ce qui
réduit l'apparition de turbulences et optimise le mélange du
flux D d'air frais et du flux G de gaz brûlants.
Un autre avantage de l'invention est de permettre
d'implanter des micro-perforations 19,29,39 d'injection de
flux R d'air de refroidissement dans la zone immédiatement à
proximité du bord de l'ouverture 10,20,30. En particulier, on
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peut percer de telles perforations 19 dans le bord aval 10,
au plus près de l'ouverture de dilution 10. Ceci permet de
refroidir efficacement la ou les zones qui étaient les plus
exposées à la formation de points chauds, voire à des
brûlures. L'augmentation de l'efficacité du refroidissement R
des parois peut permettre d'améliorer la durée de vie de la
chambre de combustion 1 et diminuer sa fréquence de
maintenance.
Les vues de la figure 5 illustrent sous différents
angles de vues la forme d'une ouverture de dilution 10
aménagée suivant le premier mode de réalisation de
l'invention, dans lequel l'ouverture de dilution 10 comporte
un bord amont 11 saillant vers l'intérieur de la chambre,
tandis que le bord aval 12 ne fait pas saillie, ni vers
l'intérieur, ni vers l'extérieur de la chambre.
D'un point de vue intérieur 5A de la chambre,
l'ouverture 10 présente un bord amont saillant et un bord
aval droit ou fuyant, c'est-à-dire que la paroi 12 en aval de
l'ouverture 10 est plate jusqu'au bord de cette dernière. La
paroi au bord aval 12 de l'ouverture est de préférence plane
ou plus généralement rectiligne. D'un point de vue extérieur
5B, l'ouverture 10 présente un bord amont 11 rentrant et un
bord aval 12 droit ou lisse.
Ainsi, le bord aval 12 est sensiblement non-proéminent
par rapport aux zones voisines de la paroi 3 qui l'entourent
immédiatement et de façon générale il est moins proéminent
que la crête du bord amont 11.
Le bord amont 11 de l'ouverture 10 fait saillie vers
l'intérieur de la chambre et forme une portion de paroi
rabattue ou recourbée du côté intérieur de la paroi 3. De
préférence, la portion de paroi du bord amont 12 est rabattue
selon une direction oblique H-H par rapport à la surface de
la paroi 3 de la chambre. La portion de paroi rabattue du
bord amont 12 s'étend de préférence en oblique selon un angle
aigu (a inférieur à 90 ) orienté vers l'intérieur et vers
l'aval de la chambre.
L'ouverture de dilution 10 présente un bord amont 11 en
forme d'arcade 13 ou de lucarne 13 du type "lucarne à jouées
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galbées", c'est-à-dire en forme de voûte d'arc courbe 13 dont
les rebords latéraux 15 sont adoucis progressivement jusqu'à
se fondre dans le plan de la paroi 3. La voûte arquée 13
formée par le bord amont 11 s'appuie sur des génératrices H-H
obliques par rapport à la paroi 3 et orientées vers
l'intérieur et vers l'aval de la chambre. La lumière de
l'ouverture 10 est orientée en oblique vers l'intérieur et
vers l'aval par rapport à la paroi 3 de la chambre. Le bord
aval 12 de l'ouverture 10, c'est-à-dire environ la demi-
circonférence du côté aval de l'ouverture 10, ne présente
aucune proéminence, ni côté intérieur, ni côté extérieur.
De façon avantageuse, une telle forme d'ouverture de
dilution 10 permet d'implanter des micro-perforations 19 de
passage d'air de refroidissement autour de l'ouverture 10 et
jusqu'au plus près du bord 12 de l'ouverture 10. En
particulier, on peut percer les perforations de
refroidissement 19 (en anglais "impingement holes") sur le
pourtour immédiat du bord aval 12 qui est le plus exposé à la
formation de zones chaudes ou de brûlures.
Il apparaît sur la vue 5B que, du fait de l'orientation
en oblique de l'ouverture, celle-ci peut présenter un orifice
de dimension transversale (largeur) plus petite que sa
dimension longitudinale L-L et donc une forme elliptique à la
surface de la paroi 3.
Alternativement, on peut prévoir que l'alésage du trou
de l'ouverture de dilution a lui même une section droite
elliptique, notamment avec un grand axe dirigé
transversalement. Par suite, l'orifice de l'ouverture, peut
présenter une dimension transversale aussi large, voire plus
large, que sa dimension longitudinale à la surface de la
paroi 3.
Ceci permet d'étaler l'admission du flux d'air frais sur
une grande largeur de la paroi et de former un sillage de
refroidissement plus étendu.
Les vues de la figure 6 illustrent sous différents
angles de vues la forme d'une ouverture de dilution 30
aménagée suivant le troisième mode de réalisation de
l'invention.
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L'ouverture de dilution 30 présente un bord amont 31 en
forme d'arcade ou de lucarne du type "lucarne à jouées
galbée-s", rabattue obliquement vers l'intérieur 1 de la
chambre, auquel est adjoint un bord aval 32 en forme
également d'arcade ou de "lucarne à jouées galbées", mais
rabattu obliquement vers l'extérieur de la chambre 1.
Comme représenté sur la vue 6D, le bord aval 32, tout
comme le bord amont 31, présente une forme d'arc courbe dont
les rebords latéraux 34 sont adoucis progressivement jusqu'à
se fondre dans le plan de la paroi 3.
La voûte 31 orientée vers l'intérieur formée par le bord
amont et la voûte 32 orientée vers l'extérieur formée par le
bord aval peuvent s'appuyer sur des génératrices parallèles à
l'axe H-H comme illustré sur les vues 6A et 6C.
Alternativement, les voûtes peuvent suivre des génératrices
non parallèles (non représenté).
On obtient ainsi une ouverture présentant un bord amont
31 saillant intérieurement 1 vers l'aval V suivant l'angle de
pivotement (angle R inférieur à 90 de préférence) et un bord
aval 32 saillant extérieurement vers l'amont M suivant
également l'angle de pivotement R. L'ouverture 30 présente
alors un centre de symétrie 0 bien que les bords amont 31 et
aval 32 sont antisymétriques par rapport à un plan
transversal T-T perpendiculaire à la paroi 3.
L'angle R est un angle aigu. Il peut être de l'ordre de
20 à 60 , de préférence choisi entre 30 et 50 , typiquement
d'environ 40 -45 .
De préférence, de telles formes d'ouvertures sont
obtenues par emboutissage matriciel.
Comme illustré sur les vues 6C et 6D, lorsque
l'ouverture 30 est basée sur un alésage cylindrique de
section droite circulaire, l'orifice formé à la surface de la
paroi 3 présente une section elliptique dont le grand axe est
orienté longitudinalement dans la direction L-L
De préférence, comme illustré sur les vues des figures 7
et 8, l'alésage du trou de l'ouverture 30 présente une
section droite elliptique avec un grand axe E disposé dans la
direction transversale. Ceci permet d'obtenir un orifice 30
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présentant, à la surface de la paroi 3, une dimension
transversale E aussi large, voire beaucoup plus large que sa
dimension longitudinale L-L.
L'arcade voûtée 32 formée par le bord aval qui fait
saillie vers l'extérieur et vers l'amont M par rapport à la
chambre 1, permet avantageusement de capter, à la manière
d'une écope ou d'un auget, le flux A d'air frais qui circule
à l'extérieur, le long de la paroi 3. Le flux A d'air frais
qui circule autour de la chambre 1 d'amont vers l'aval peut
ainsi être dévié facilement et quasiment sans perte de
pression (pas de perte de charge) vers l'intérieur de la
chambre 1, ce qui facilite son admission.
De l'autre côté, à la sortie de l'orifice, côté
intérieur 1 de la paroi 3, le flux D d'air frais admis peut
longer la paroi 3 en formant un écoulement laminaire qui
refroidit la paroi 3 et isole avantageusement celle-ci du
flux G de gaz brûlants. Le flux D d'air frais admis est
avantageusement rabattu par la voûte du bord amont 31 et se
trouve en outre plaqué sous l'incidence du flux G de gaz
brûlants.
Avantageusement, comme illustré sur les vues de la
figure 8, une telle ouverture de dilution 30 munie d'un bord
amont 31 saillant intérieurement et un bord aval 32 saillant
extérieurement, permet de percer des micro-perforations 39
d'injection d'air de refroidissement (en anglais
"impingement holes") au plus près du bord de l'ouverture de
dilution 30_ Des perforations de refroidissement 35 et 36
peuvent être percées en particulier au plus près du pourtour
du bord aval 32 ou au plus près du pourtour du bord amont 31.
Les perforations 35,36,39 de passage d'air de
refroidissement présentent des dimensions d'ordre
millimètrique ou sub-millimétrique (notamment de l'ordre d'un
dixième de millimètre à quelques millimètres, typiquement k
mm à 2 mm). Les perforations de refroidissement sont percées
de préférence dans une direction I-I oblique orientée vers
l'intérieur 1 et vers l'aval V de la chambre 1. Comme
illustré sur les figures 2,3,4, l'angle oblique y des micro-
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perforations R peut être différent ou du même ordre de
grandeur que l'angle oblique R des ouvertures de dilution D.
L'angle y des perforations de refroidissement peut être
de l'ordre de quelques degrés à quelques dizaines de degrés,
5 l'angle y étant généralement inférieur à 60 par rapport à la
normale T-T à la paroi.
Le perçage des perforations 19,29,35,36,39 de
refroidissement s'effectue avantageusement au moyen d'un
outillage à rayon Laser, de longueur d'onde, d'énergie et de
10 section adéquate, selon les techniques usuelles. Le rôle
premier de ces perforations est de rendre la paroi perméable
à l'air de façon à retirer des calories par convection.
Les ouvertures de dilution 10,20,30 présentant des bords
amonts 11,21,31 en forme d'arcade adoucie saillant
15 intérieurement et des bords avals 12,22,32 saillant
extérieurement peuvent ainsi être entourées de multiples
micro-perforations de refroidissement 35,36 disposées au plus
près du bord de l'ouverture 10/20,30 dans la zone qui était
susceptible de présenter des points chauds ou des brûlures
localisées.
L'invention s'applique à une turbomachine comportant une
chambre de combustion 1 selon l'invention.
