FR3093539A1 - Dispositif de maintien de tube de refroidissement par jet d'air, turbomachine pour aéronef l'ayant - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un dispositif (100) de maintien de tube (T) de refroidissement par jet d’air, ayant une embase (101) sur la surface externe (190) du carter (19), une pièce (150) de liaison retenue dans l’élément (101), un support (130) de tube (T) comportant une traverse (131) ayant une ouverture (132) traversée par la pièce (150), une entretoise (120) entourant la pièce (150) pour que l’entretoise (120) soit en appui contre la traverse (131) et la partie saillante (102), un moyen (140) de retenue, fixé à la pièce (150), un élément (170) de rappel entre le moyen (140) de retenue et la traverse (131), sollicité en compression vers la traverse (131). Figure pour l'abrégé : 4
Description
L’invention concerne un dispositif de maintien d’au moins un tube de refroidissement par jet d’air, ainsi qu’une turbomachine munie de ce dispositif.
Un domaine d’application concerne les turboréacteurs d’aéronefs.
Le carter peut être celui d’une turbine basse pression de la turbomachine. Le tube de refroidissement est également appelé rampe de refroidissement. Habituellement, plusieurs tubes de refroidissement sont prévus. Le dispositif de refroidissement est fixé radialement à distance de sorte à définir un entrefer par rapport à la surface externe du carter. Cet entrefer permet notamment aux tubes de refroidissement de refroidir le carter par jet d’air.
Différents dispositifs de maintien de ce type sont connus.
Suivant un état de la technique, les tubes de refroidissement sont solidarisés par l'intermédiaire de boîtiers d'alimentation avec la surface externe du carter qu'ils doivent refroidir. Il est par ailleurs nécessaire d'assurer un bon positionnement des tubes de refroidissement agissant sur le carter, notamment aux endroits les plus éloignés des boîtiers d'alimentation ; à cet effet, on prévoit dans l'état de la technique l'utilisation d'une tôle de fixation qui comprend une tôle plane sous laquelle viennent se fixer des colliers, lesdits colliers entourant les tubes de refroidissement, permettant le maintien en position desdits tubes par rapport au carter.
La figure 1a montre une première vue en perspective d'un dispositif de refroidissement 1 pour carter de turboréacteur selon l'état de la technique. La figure 1a montre ainsi :
- un carter 2 de turboréacteur ;
- le dispositif de refroidissement 1 pour ledit carter 2 de turboréacteur, le dispositif de refroidissement 1 comportant une pluralité de tubes de refroidissement 3, un boitier 4 d'alimentation en air de la pluralité de tubes de refroidissement 3, une pluralité de tôles de fixation 5 pour le maintien en position de la pluralité de tubes de refroidissement 3.
La figure 1b montre une deuxième vue en perspective du dispositif de refroidissement 1 pour carter 2 de turboréacteur selon l'état de la technique. La figure 1b montre en particulier une tôle de fixation 5 sous laquelle vient se fixer une pluralité de colliers 6, chaque collier 6 entourant un tube de refroidissement 3.
Une telle solution ne permet pas d'assurer systématiquement un positionnement correct du dispositif 1 de refroidissement par rapport au carter 2. On constate ainsi des positionnements incorrects des tubes 3 de refroidissement du dispositif de refroidissement par rapport au carter 2, dus à des tolérances des pièces du dispositif, du fait par exemple de la présence de tôles embouties. Ces positionnements incorrects sont typiquement des désalignements axiaux et/ou radiaux des tubes 3 de refroidissement du dispositif de refroidissement par rapport au carter 2.
La figure 2a illustre schématiquement un exemple de positionnement correct d'un tube de refroidissement 3 du dispositif de refroidissement 1 pour carter 2 de turboréacteur, par rapport au carter 2 de turboréacteur.
Dans l’exemple de la figure 2a:
- le positionnement axial, selon une direction axiale Ax, du tube 3 de refroidissement est correct, le tube de refroidissement 3 étant aligné avec un crochet 7 du carter 2, et
- le positionnement radial, selon une direction radiale Rad, du tube 3 de refroidissement est correct, la distance radiale entre le tube de refroidissement 3 et le carter 2 étant maîtrisée.
La figure 2b illustre schématiquement un premier exemple de positionnement incorrect du tube de refroidissement 3 par rapport au carter 2 de turboréacteur, dans lequel le collier du tube de refroidissement 3 est en contact avec ledit carter 2.
La figure 2c illustre schématiquement un deuxième exemple de positionnement incorrect du tube de refroidissement 3 par rapport au carter 2 de turboréacteur, dans lequel ledit tube de refroidissement 3 est cette fois éloigné dudit carter 2 (désalignement radial) pour avoir un refroidissement efficace du carter. La somme des tolérances, en tenant compte des pièces intermédiaires peut imposer un entrefer important selon la figure 2c afin d’éviter un contact entre le collier et le carter selon la figure 2b.
Enfin, la figure 2d illustre schématiquement un troisième exemple de positionnement incorrect du tube de refroidissement 3 par rapport au carter 2 de turboréacteur, dans lequel ledit tube de refroidissement 3 est désaligné par rapport à un crochet 7 dudit carter 2 le long de la direction axiale Ax (désalignement axial).
Le document FR-A-2 995 022 concerne un dispositif de fixation comportant une tôle de fixation comportant des décrochements sur lesquels sont également fixés des colliers de fixation entourant les tubes de refroidissement, la tôle de fixation étant fixée par ses première et deuxième extrémités à deux brides du carter.
Le document FR-A-3 021 700 concerne un dispositif de fixation comportant deux platines fixées entre elles par des entretoises définissant entre elles des espacements dans lesquels passent les tubes de refroidissement, l’une des platines étant agencée en contact solidaire avec le carter de turboréacteur. Une telle solution permet de minimiser l’accumulation des tolérances et de mieux maîtriser le positionnement des tubes de refroidissement.
Toutefois, ce dispositif est sensible aux situations où de fortes contraintes sont exercées sur la surface externe du carter en fonctionnement, par exemple par suite de phénomènes vibratoires ou de dilatations s’exerçant sur le carter.
L’invention vise à obtenir un dispositif de maintien, qui permette de réduire l’entrefer entre la surface externe du carter et le tube de refroidissement en évitant des positionnements incorrects du tube dus aux tolérances des pièces tenant le tube et qui se prête aux variations dimensionnelles de la surface externe du carter en fonctionnement, notamment dues aux dilatations thermiques de ce dernier.
A cet effet, un premier objet de l’invention est un dispositif de maintien d’au moins un tube de refroidissement par jet d’air s’étendant autour d’un axe, le tube de refroidissement par jet d’air étant destiné à refroidir une surface externe d’un carter de turbomachine,
caractérisé en ce que le dispositif comporte :
une embase destinée à être fixée sur la surface externe du carter,
une pièce de liaison comportant une partie d’extrémité externe, une partie d’extrémité interne, qui est retenue dans une partie saillante de l’embase, et une partie intermédiaire, qui est située entre la partie d’extrémité externe et la partie d’extrémité interne,
un support auquel est destiné à être fixé le au moins un tube de refroidissement, le support comportant une traverse ayant une ouverture de passage traversée par la partie intermédiaire de la pièce de liaison,
une entretoise qui s’étend selon une direction longitudinale et qui entoure la partie intermédiaire de la pièce de liaison, l’entretoise présentant dans un plan de coupe transverse par rapport à la direction longitudinale une largeur supérieure à une dimension de l’ouverture pour que l’entretoise soit en appui d’une part contre la traverse et d’autre part contre la partie saillante,
un moyen de retenue, fixé à la partie d’extrémité externe de la pièce de liaison,
un élément de rappel, qui s’étend entre le moyen de retenue et la traverse et qui est sollicité en compression vers la traverse.
Grâce à l’invention, le dispositif de maintien absorbe par son élément de rappel élastique les dilatations radiales de la surface externe du carter pour maintenir un entrefer minimal et constant entre cette surface externe et le tube de refroidissement, en garantissant un positionnement correct du tube de refroidissement qui ne dépend pas des tolérances des pièces constitutives du dispositif de maintien et en évitant un endommagement dû à ces dilatations, contrairement au document FR-A-3 021 700.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de passage présente dans le plan de coupe une section supérieure à la section de la partie intermédiaire, de sorte à autoriser un déplacement entre la pièce de liaison et la traverse.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de passage présente une forme oblongue ayant une longueur suivant une direction circonférentielle de la surface externe du carter, qui est plus grande que la dimension de l’ouverture de passage s’étendant suivant l’axe, autour duquel s’étend la surface externe du carter.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture de passage présente une forme oblongue ayant une longueur suivant une direction circonférentielle de la surface externe du carter, qui est au moins égale à 1.5 fois la dimension de l’ouverture de passage s’étendant suivant l’axe, autour duquel s’étend la surface externe du carter.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le moyen de retenue comporte une douille, qui est retenue à la partie d’extrémité externe de la pièce de liaison et qui comporte à son extrémité radialement externe une partie d’extrémité servant de butée pour l’élément de rappel, l’élément de rappel étant sollicité en compression entre la partie d’extrémité de la douille et la traverse.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le moyen de retenue comporte une section élargie qui est fixée à la partie d’extrémité externe de la pièce de liaison, la douille est agencée pour servir de butée contre la section élargie.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la pièce de liaison est une vis, ayant une tête formant la partie d’extrémité interne et un filetage au moins sur la partie d’extrémité externe,
le moyen de retenue étant formé par un écrou vissé sur le filetage.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, une rondelle pour l’appui de l’élément de rappel est disposée contre une face externe de la traverse et autour de la partie intermédiaire de la pièce de liaison.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la partie d’extrémité interne a une section élargie par rapport à la partie intermédiaire,
la partie saillante de l’embase comporte au moins deux pattes d’accrochage, qui sont espacées l’une de l’autre par un intervalle servant au passage de la partie intermédiaire et contre lesquelles vient en butée la section élargie de la partie d’extrémité interne.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, chaque patte d’accrochage comporte une surface interne de butée contre la section élargie de la partie d’extrémité interne et une surface externe de butée contre l’entretoise.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la surface interne de butée et la surface externe de butée s’étendent circonférentiellement autour de l’axe.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la surface externe du carter a une inclinaison déterminée par rapport à l’axe autour duquel s’étend la surface externe,
l’élément de retenue comporte une partie interne de fixation à la surface externe, les pattes d’accrochage ayant l’inclinaison déterminée inverse par rapport à la partie interne de fixation pour que les pattes d’accrochage soient parallèles à l’axe.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la surface interne de butée et la surface externe de butée ont l’inclinaison déterminée inverse par rapport à la partie interne de fixation pour que la surface interne de butée et la surface externe de butée soient parallèles à l’axe.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, chaque patte d’accrochage est prolongée par un bord frontal respectif, les pattes délimitant entre elles un espace servant à l’introduction de la partie intermédiaire suivant l’axe.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le support comporte une première tôle et une deuxième tôle, qui sont fixées de part et d’autre de la traverse et qui s’étendent axialement, une pluralité de tubes de refroidissement étant fixés à la suite axialement l’un derrière l’autre à la première tôle et à la deuxième tôle.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la direction déterminée est radiale vers l’axe autour duquel s’étend la surface externe.
Un deuxième objet de l’invention est une turbomachine pour aéronef, comprenant un carter ayant une surface externe annulaire, au moins un tube de refroidissement par jet d’air, qui est destiné à refroidir la surface externe du carter, au moins un dispositif de maintien tel que décrit ci-dessus, fixé sur la surface externe du carter pour maintenir le au moins un tube de refroidissement à l’extérieur de la surface externe du carter.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la turbomachine comporte un premier nombre, supérieur ou égal à deux, de dispositifs de maintien, dont les supports comportent une même première tôle et une même deuxième tôle, qui sont fixées de part et d’autre de leurs traverses et qui s’étendent suivant la direction axiale,
un deuxième nombre de tubes de refroidissement, supérieur au premier nombre, étant fixés l’un derrière l’autre à la première tôle et à la deuxième tôle.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, chaque pièce de liaison et chaque entretoise sont situées entre deux des tubes de refroidissement.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif en référence aux figures des dessins annexés, sur lesquelles :
On décrit ci-dessous plus en détail en référence à la figure 3 un exemple de turbomachine 10 sur laquelle peut être utilisé le dispositif 100 de maintien d’au moins un tube T de refroidissement à l’extérieur d’une surface externe 190 d’un carter de cette turbomachine 10 suivant l’invention.
Ainsi que cela est connu, la turbomachine 10 représentée à la figure 1 est destinée à être installée sur un aéronef non représenté pour le propulser dans les airs.
L’ensemble moteur à turbine à gaz ou turbomachine 10 s’étend autour d’un axe AX. Par la suite, les termes « amont », respectivement « aval » ou « avant », respectivement « arrière », ou « gauche » respectivement « droite » sont pris le long de la direction générale des gaz qui s’écoulent dans la turbomachine selon l’axe AX ou direction axiale AX. La direction allant de l’intérieur vers l’extérieur est la direction radiale DR partant de l’axe AX. Le terme axialement désigne une direction suivant l’axe AX. Un plan axial est un plan contenant l’axe AX. Une direction située dans un plan transversal à l’axe AX est appelée direction transversale.
La turbomachine 10 est par exemple à double corps. La turbomachine 10 comprend un ensemble de soufflante 28 et un moteur à turbine à gaz central 130. Le moteur à turbine à gaz central 130 comprend, de l’amont vers l’aval dans le sens d’écoulement des gaz, un compresseur basse pression CBP1, un compresseur haute pression CHP1, une chambre de combustion 160, une turbine haute pression THP1 et une turbine basse pression TBP1, qui délimitent un flux primaire de gaz FP1. L'ensemble de soufflante 28 comprend un ensemble de pales de soufflante s'étendant radialement vers l'extérieur depuis un rotor 250. La turbomachine 10 présente une extrémité amont d'admission 29 et une extrémité aval d'échappement 31. La turbomachine 10 comprend également un carter inter-veine 36 qui délimite une veine primaire dans laquelle circule le flux primaire FP1 qui traverse le compresseur haute pression CHP1, la turbine haute pression THP1 et la turbine basse pression TBP1.
Le carter inter-veine 36 comporte, de l’amont vers l’aval, un carter 361 du compresseur basse pression CBP1, un carter intermédiaire 260, qui est interposé entre le compresseur basse pression CBP1 et le compresseur haute pression CHP1, un carter 362 du compresseur haute pression CHP1, un carter 363 de la turbine haute pression THP1 et un carter 19 de la turbine basse pression TBP1.
La turbine haute pression THP1 est solidaire en rotation du compresseur haute pression CHP1 via un arbre de rotation commun (arbre haute pression) de manière à former un corps haute pression, tandis que la turbine basse pression TBP1 est solidaire en rotation du compresseur basse pression CBP1 via un arbre de rotation commun (arbre basse pression) de manière à former un corps basse pression, de sorte que chaque turbine entraîne le compresseur associé en rotation autour de l’axe AX sous l'effet de la poussée des gaz provenant de la chambre de combustion 160.
En fonctionnement, l'air s'écoule à travers l'ensemble de soufflante 28 et une première partie FP1 (flux primaire FP1) du flux d'air est acheminée à travers le compresseur haute pression CHP1, dans lequel le flux d'air est comprimé et envoyé à la chambre de combustion 160. Les produits de combustion chauds (non représentés sur les figures) provenant de la chambre de combustion 160 sont utilisés pour entraîner les turbines THP1 et TBP1 et produire ainsi la poussée de la turbomachine 10. La turbomachine 10 comprend également une veine secondaire 39 qui est utilisée pour faire passer un flux secondaire FS1 du flux d'air évacué de l'ensemble de soufflante 28 autour du carter inter-veine 36. Plus précisément, la veine secondaire 39 s'étend entre une paroi interne 201 d'un carénage 30 de soufflante ou nacelle 30 et le carter inter-veine 36 entourant le moteur à turbine à gaz central 130. Des bras 34 relient le carter intermédiaire 260 à la paroi interne 201 du carénage 30 dans la veine secondaire 39 du flux secondaire FS1.
En référence aux figures 3 à 9, le dispositif 100 de maintien suivant l’invention permet de maintenir un ou plusieurs tubes T de refroidissement ou une ou plusieurs rampes R de refroidissement, à un entrefer, à savoir à une certaine distance radialement au-dessus de la surface externe 190 du carter et comporte des moyens de fixation à ce carter, ce carter appartenant au carter inter-veine 36, ce carter étant notamment le carter 19 de la turbine basse pression TBP1 dans les modes de réalisation décrits ci-dessous et pouvant en variante être l’un parmi le carter 361 du compresseur basse pression CBP1, le carter intermédiaire 260, le carter 362 du compresseur haute pression CHP1, le carter 363 de la turbine haute pression THP1 et le carter 19 de la turbine basse pression TBP1.
Le carter est refroidi en utilisant la technologie du refroidissement par impact. Chaque tube T de refroidissement et/ou chaque rampe R de refroidissement est à jet d’air. A cet effet, chaque tube T de refroidissement est percé d'une série d’orifices, qui sont répartis sur sa longueur et qui débouchent au droit de la surface externe 190 du carter 19. Chaque rampe R de refroidissement peut être formée d’un ou de plusieurs tubes T de refroidissement reliés entre eux et s’étendant dans un même plan transversal. Chaque tube T de refroidissement a dans un plan radial qui comprend l’axe AX une surface extérieure TS courbe, par exemple arrondie ou circulaire. Chaque tube T de refroidissement peut être métallique, par exemple en acier. Chaque tube T de refroidissement est cintré et s'étend transversalement sur une certaine plage angulaire autour du carter 19, par exemple sur environ 90°, à savoir autour de l’axe AX. Un dispositif DE d’envoi d’air est prévu pour envoyer de l’air sous pression dans le ou les tubes T de refroidissement et ainsi projeter les jets d’air sous pression par leurs orifices contre la surface externe 190 du carter 19. L'air sous pression transitant au travers de ces orifices assure une ventilation par impact du carter 19. Il est par exemple prévu plusieurs tubes T de refroidissement disposés côte à côte axialement. Il est par exemple prévu plusieurs plages angulaires, qui font le tour du carter 19 et dans chacune desquelles se trouvent un ou plusieurs tubes T de refroidissement disposés côte à côte axialement, par exemple quatre plages angulaires de chacune environ 90°. Dans l’exemple de réalisation représenté aux figures 3 à 9, la surface externe 190 du carter 19 s’étend autour de la direction axiale AX ou axe AX. La surface externe 190 du carter 19 est par exemple annulaire autour de l’axe AX. Par exemple, le carter 19 de la turbine basse pression TBP1 est de forme générale ayant une surface externe 190 s’élargissant de l’amont vers l’aval, par exemple sensiblement tronconique, et les tubes T de refroidissement sont disposés dans des plans transversaux côte à côte axialement, en ayant par rapport à l’axe AX du carter 19 une distance radiale augmentant de l’amont vers l’aval pour suivre la surface externe 190.
Les jeux radiaux de la turbine basse pression TBP1 entre son rotor (les sommets d’aube, non représentés) et le carter 19 (les secteurs étanchéité, non représentés) entourant ce rotor sont gérés par refroidissement du carter 19 sur lequel sont fixés les secteurs étanchéité au niveau des crochets de carter, les secteurs d’étanchéité étant configurés pour coopérer avec le rotor de la turbine basse pression TBP1. Ce système de refroidissement du carter de la turbine basse pression TBP1 peut être du type LPTCC (en anglais : Low Pressure Turbine Clearance Control) ou encore du type LPTACC (en anglais : Low Pressure Turbine Active Clearance Control).
De l’air est prélevé dans le flux secondaire FS1 au niveau du compresseur basse pression CBP1, puis est acheminé jusqu’aux rampes R de refroidissement et/ou au(x) tube(s) T de refroidissement via les différents éléments décrits ci-dessous du dispositif DE d’envoi d’air.
Dans le cas d’un système de refroidissement de type LPTCC, le débit dans le système est directement proportionnel au débit dans le flux secondaire (le débit de prélèvement).
Dans un système de refroidissement de type LPTACC, le débit est contrôlé via une vanne motorisée reliée au calculateur en fonction des phases de vol (décollage, ascension, croisière, etc…).
Par exemple, dans le cas du système de refroidissement de type LPTACC, le dispositif DE d’envoi d’air comporte :
- une vanne, qui est positionnée à l’amont de la turbine basse pression TBP1 et qui calibre le débit nécessaire au contrôle des jeux de la turbine basse pression TBP1 via un calculateur en fonction des phases de vol,
- une canalisation, qui achemine l’air de refroidissement de la vanne jusqu’à la turbine basse pression TBP1, et plus particulièrement jusqu’aux boitiers B,
- un ou plusieurs boitiers B d'alimentation en air sous pression, raccordés chacun à une ou plusieurs rampes de refroidissement R situées de part et d’autre de chacun des boitiers B et fixées dessus. Les boîtiers B font office de collecteur et distribuent l’air obtenu dans les rampes R.
- une ou plusieurs rampes de refroidissement R, qui comportent chacune un ou plusieurs tubes T de refroidissement et percés sur leur partie en vis-à-vis du carter 19, qui projettent l’air de refroidissement sur la surface externe 190 du carter 19, afin de réduire sa température, par conséquent son diamètre et donc le diamètre global du stator en vis-à-vis du rotor.
Dans un exemple de réalisation, le carter 19 est équipé de deux boitiers B, positionnés à environ 180° l'un de l'autre (un seul étant visible sur la figure 1a). Chaque boitier B est équipé de plusieurs rampes R. Chaque rampe R comporte par exemple deux tubes T de refroidissement fixés de part et d’autre du boîtier B.
On décrit ci-dessous plus en détail le dispositif 100 de maintien suivant l’invention en référence aux figures 4 à 9.
Le dispositif 100 de maintien est prévu pour maintenir un ou plusieurs tubes T de refroidissement par jet d’air destiné(s) à refroidir une surface externe 190 d’un carter 19 de turbomachine.
Le dispositif 100 de maintien comporte une première embase 101 ou élément 101 de retenue interne, destiné à être fixée sur la surface externe 190 du carter 19, et une pièce 150 de liaison comportant, une partie d’extrémité 152 interne, qui est retenue dans une partie saillante 102 de l’embase 101 de retenue. La pièce 150 de liaison comporte une partie intermédiaire 153, qui est située entre une partie d’extrémité 151 externe et la partie d’extrémité 152 interne, et est par exemple de forme oblongue de sa partie d’extrémité 152 interne à sa partie d’extrémité 151 externe. L’embase 101 de retenue peut être fixée par tout moyen approprié sur la surface externe 190 du carter 19, par exemple par un ou plusieurs boulonnages 106.
Le dispositif 100 de maintien comporte un support 130 auquel est destiné à être fixé un ou plusieurs tube(s) T de refroidissement. Le support 130 comporte une traverse 131 (ou plateforme 131) ayant une ouverture 132 de passage. La pièce 150 de liaison traverse l’ouverture 132 de passage par sa partie intermédiaire 153.
Le dispositif 100 de maintien comporte une entretoise 120, qui est située entre la traverse 131 et la partie saillante 102. L’entretoise 120 s’étend suivant une direction longitudinale, allant de l’embase 101 vers la traverse 131 et pouvant par exemple être parallèle à la direction radiale DR. La traverse 131 appuie par sa surface radialement interne 134 sur l’entretoise 120. L’entretoise 120 appuie sur la partie saillante 102 de l’embase 101 de retenue. L’entretoise 120 entoure la partie intermédiaire 153 de la pièce 150 de liaison entre la traverse 131 et la partie saillante 102. L’entretoise 120 comporte, dans un plan de coupe transverse à la direction longitudinale, une largeur supérieure à une dimension de l’ouverture 132 (par exemple selon la direction axiale AX ainsi que représenté à la figure 9) pour que l’entretoise 120 soit en appui d’une part contre la traverse 131 et d’autre part contre la partie saillante 102.
Le dispositif 100 de maintien comporte un moyen 140 de retenue, ou ensemble 140 de retenue externe, fixé à la partie d’extrémité 151 externe de la pièce 150 de liaison et agencé pour retenir la traverse 131 sur la pièce 150 de liaison.
Le dispositif 100 de maintien comporte un élément 170 de rappel, qui s’étend entre le moyen 140 de retenue et la traverse 131. Cet élément 170 de rappel peut être par exemple élastique. L’élément 170 de rappel est sollicité en compression vers la traverse 131 par la pièce 150 de liaison. La traverse 131 est ainsi poussée contre l’entretoise 120 par l’élément 170 de rappel. L’élément 170 de rappel est disposé radialement à l’extérieur de la traverse 131. L’élément 170 de rappel est sollicité en compression vers la traverse 131 suivant une direction déterminée, qui est par exemple la direction radiale DR2 orientée de l’extérieur vers l’intérieur, c’est-à-dire vers la direction axiale AX.
L’entretoise 120 permet ainsi de contrôler et de maintenir sensiblement constant l’entrefer entre le ou les tubes T de refroidissement et la surface externe 190 du carter 19, tout en absorbant par l’élément 170 de rappel les dilatations radiales du carter 19 pour maîtriser l’entrefer, par rapport au document FR-A-3 021 700. L’entrefer est déterminé principalement par la hauteur de l’entretoise 120 et la hauteur de la traverse 131 au-dessus de la surface externe 190. On contrôle ainsi l’entrefer de manière à ce qu’il n’y ait aucun contact entre le support 130 servant à retenir le ou les tubes T de refroidissement et le carter 19, et on garantit des jeux radiaux constants dans la turbine basse pression. De plus, la maîtrise et la réduction de l’entrefer permettent de diminuer le diamètre du ou des tubes T de refroidissement, ce qui représente un gain de masse, réduit le prélèvement d’air et augmente donc la performance du moteur. Par le fait qu’il s’adapte aux dilatations radiales du carter 19, le dispositif de maintien suivant l’invention évite que le système soit endommagé par la formation de criques.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’ouverture 132 de passage présente une section supérieure à la section de la partie intermédiaire 153, de sorte à autoriser un déplacement entre la pièce 150 de liaison et la traverse 131, et donc par rapport à l’embase 101 de retenue et au carter 19, par exemple pour s’adapter à des dilatations. Par exemple, ainsi que représenté aux figures 5, 7, 8 et 9, l’ouverture 132 de passage a une forme oblongue ayant une longueur suivant une direction circonférentielle ou transversale DT de la surface externe 190 du carter 19, qui est plus grande que la dimension de l’ouverture 132 de passage dans la direction axiale AX, pour ainsi autoriser un déplacement de la traverse 131 suivant la direction transversale DT par rapport à la pièce 150 de liaison et donc par rapport à l’embase 101 de retenue et au carter 19. Par exemple, la longueur de l’ouverture 132 de passage suivant la direction transversale DT est supérieure ou égale à 1.5 fois la dimension de l’ouverture 132 de passage s’étendant dans la direction axiale AX.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le moyen 140 de retenue comporte une douille 145 retenue à la partie d’extrémité 151 externe de la pièce 150 de liaison. La douille 145 comporte à son extrémité radialement externe une partie d’extrémité 147, telle que par exemple une collerette 147, servant de butée pour l’élément 170 de rappel dans la direction radiale centrifuge DR. L’élément 170 de rappel est sollicité en compression entre la partie d’extrémité 147 de la douille 145 et la traverse 131.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’élément 170 de rappel comporte un ou plusieurs ressort(s), par exemple hélicoïdal disposé autour du moyen 140 de retenue, en particulier également autour de la douille 145.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le moyen 140 de retenue comporte un organe 154 de fixation fixé à la partie d’extrémité 151 externe de la pièce 150 de liaison. L’organe 154 de fixation a une section élargie par rapport à la partie d’extrémité 151 externe. La douille 145 est agencée pour servir de butée sous l’organe 154 de fixation et comporte par exemple un épaulement intérieur 148 pour buter sous l’organe 154 de fixation. Suivant un mode de réalisation de l’invention, la douille 145 comporte un corps cylindrique 146, par exemple cylindrique circulaire, entourant la partie intermédiaire 153 et reliant l’épaulement intérieur 148 à la partie extérieure 147. Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’élément 170 de rappel appuie contre une face externe 135 de la traverse 131 par l’intermédiaire d’une rondelle 155, qui est disposée autour de la partie intermédiaire 153 de la pièce 150 de liaison. Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’élément 170 de rappel est prévu autour du corps cylindrique 146. Suivant un mode de réalisation de l’invention, la douille 145 comporte un autre corps cylindrique 149, par exemple cylindrique circulaire, entourant la partie intermédiaire 153 et situé radialement sous l’épaulement intérieur 148, cet autre corps cylindrique 149 étant à distance de l’entretoise 120 et pouvant traverser la rondelle 155.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la partie d’extrémité 152 interne a une section élargie par rapport à la partie intermédiaire 153. La partie saillante 102 de l’embase 101 de retenue comporte au moins une première patte 103 d’accrochage et au moins une deuxième patte 104 d’accrochage, qui sont espacées l’une de l’autre, par exemple suivant la direction transversale DT, par un intervalle, qui est plus large que la partie intermédiaire 153 et moins large que la partie d’extrémité 152 interne. Pour monter le dispositif de maintien, la partie intermédiaire 153 de l’organe 150 de liaison est ainsi passée dans l’intervalle entre la première patte 103 d’accrochage et la deuxième patte 104 d’accrochage et la partie d’extrémité 152 interne est disposée radialement sous la première patte 103 d’accrochage et radialement sous la deuxième patte 104 d’accrochage. La partie d’extrémité 152 interne vient ainsi en butée radialement sous la première patte 103 d’accrochage et sous la deuxième patte 104 d’accrochage pour y être retenue. Chaque patte 103, 104 s’étend par exemple en longueur suivant la direction axiale AX.
Par exemple, la pièce 150 de liaison peut être une vis, dont la tête forme la partie d’extrémité 152 interne et qui a un filetage au moins sur la partie d’extrémité 151 externe, l’organe 154 de fixation étant formé par un écrou vissé sur le filetage de cette vis.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, chaque patte 103, 104 d’accrochage comporte respectivement une surface interne 1031, 1041 servant de butée sur la section élargie de la partie d’extrémité 152 interne et une surface externe 1032, 1042 servant de butée sous l’entretoise 120. Par exemple, la surface interne 1031, 1041 de butée et la surface externe 1032, 1042 de butée sont parallèles à la direction axiale AX et/ou s’étendent circonférentiellement autour de l’axe AX.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la surface externe 190 du carter 19 a une inclinaison déterminée ANG par rapport à la direction axiale AX autour de laquelle s’étend la surface externe 190. L’embase 101 de retenue comporte une partie interne e 105 de fixation à la surface externe 190.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, les pattes 103, 104 d’accrochage (par exemple la surface interne 1031, 1041 de butée et la surface externe 1032, 1042 de butée) peuvent avoir par exemple une inclinaison inverse de l’inclinaison déterminée ANG par rapport à la partie 105, pour que les pattes 103, 104 d’accrochage soient parallèles à la direction axiale AX.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la patte 103 d’accrochage est prolongée par le premier bord frontal ou amont 1033, la patte 104 d’accrochage est prolongée par le deuxième bord frontal ou amont 1043. Entre le premier bord frontal 1033 et le deuxième bord frontal 1043 se trouve un espace servant à l’introduction de la partie intermédiaire 153 entre ces deux bords 1033 et 1043. Suivant un mode de réalisation de l’invention, chaque bord 1033 et 1043 présente une inclinaison déterminée radialement vers le bas par rapport aux pattes 103 et 104, pour que le bord frontal 1033 et 1043 soit parallèle à la direction axiale AX. Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’intervalle situé entre les pattes 103, 104 d’accrochage et l’espace situé entre les bords 1033 et 1043 débouchent sur une ouverture interne 107 d’accès, permettant d’insérer la section élargie de la partie d’extrémité 152 interne entre les pattes 103, 104, cette ouverture interne 107 d’accès étant située entre la partie interne 105 et les pattes 103, 104.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, le support 130 comporte une première tôle 132b et une deuxième tôle 133, qui sont fixées de part et d’autre de la traverse 131 et qui s’étendent suivant la direction axiale AX. La traverse 131 est située suivant la direction transversale DT entre la première tôle 132b et la deuxième tôle 133. La première tôle 132b et la deuxième tôle 133 servent à fixer un ou plusieurs tubes T de refroidissement. Par exemple, plusieurs tubes T de refroidissement sont fixés, à la suite, l’un derrière l’autre selon la direction axiale AX, à la première tôle 132b et à la deuxième tôle 133, par exemple radialement sous-celles-ci. A cet effet, la première tôle 132b et la deuxième tôle 133 peuvent comporter des bords inférieurs échancrés 138, 139 de forme complémentaire de celles des tubes T de refroidissement, dans lesquels ils sont fixés. Le ou les tubes T de refroidissement sont fixés à la première tôle 132b et à la deuxième tôle 133 par exemple par brasage. La première tôle 132b et la deuxième tôle 133 sont fixés à la traverse 131 par exemple par brasage. Par exemple, la traverse 131 comporte deux extrémités transversales 136 et 137 coudées radialement vers l’extérieur, qui sont fixées à plat contre respectivement la première tôle 132b et la deuxième tôle 133, par exemple par brasage.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, la première tôle 132b et la deuxième tôle 133 sont fixées à plusieurs (N) dispositifs 100 de maintien tels que décrits ci-dessus, comme par exemple à deux dispositifs 100 de maintien à la figure 6. La première tôle 132b et la deuxième tôle 133 permettent de tenir un deuxième nombre M de tubes T de refroidissement, supérieur au premier nombre N de dispositifs 100 de maintien fixés à celles-ci. On diminue ainsi le nombre de points (embases 101) de fixation au carter 19.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, chaque pièce 150 de liaison et chaque entretoise 120 sont situées entre deux des tubes T de refroidissement.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’embase 101 de retenue peut être prévue sur un trou, non représenté, qui traverse la surface externe 1890 du carter 19 et qui sert lorsqu’il est libre à faire passer un appareillage d’inspection de l’intérieur du carter 19, cet appareillage pouvant être du type endoscope. L’embase 101 de retenue peut ainsi boucher ce trou.
Bien entendu, les modes de réalisation, caractéristiques, possibilités et exemples décrits ci-dessus peuvent être combinés l’un avec l’autre ou être sélectionnés indépendamment l’un de l’autre.
Claims (11)
- Dispositif (100) de maintien d’au moins un tube (T) de refroidissement par jet d’air s’étendant autour d’un axe (AX), le tube (T) de refroidissement par jet d’air étant destiné à refroidir une surface externe (190) d’un carter (19) de turbomachine,
caractérisé en ce que le dispositif comporte :
une embase (101) destinée à être fixée sur la surface externe (190) du carter (19),
une pièce (150) de liaison comportant une partie d’extrémité (151) externe, une partie d’extrémité (152) interne, qui est retenue dans une partie saillante (102) de l’embase (101), et une partie intermédiaire (153), qui est située entre la partie d’extrémité (151) externe et la partie d’extrémité (152) interne,
un support (130) auquel est destiné à être fixé le au moins un tube (T) de refroidissement, le support (130) comportant une traverse (131) ayant une ouverture (132) de passage traversée par la partie intermédiaire (153) de la pièce (150) de liaison,
une entretoise (120) qui s’étend selon une direction longitudinale (DR) et qui entoure la partie intermédiaire (153) de la pièce (150) de liaison, l’entretoise (120) présentant dans un plan de coupe transverse par rapport à la direction longitudinale (DR) une largeur supérieure à une dimension de l’ouverture (132) pour que l’entretoise (120) soit en appui d’une part contre la traverse (131) et d’autre part contre la partie saillante (102),
un moyen (140) de retenue, fixé à la partie d’extrémité (151) externe de la pièce (150) de liaison,
un élément (170) de rappel, qui s’étend entre le moyen (140) de retenue et la traverse (131) et qui est sollicité en compression vers la traverse (131). - Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (140) de retenue comporte une douille (145), qui est retenue à la partie d’extrémité (151) externe de la pièce (150) de liaison et qui comporte à son extrémité radialement externe une partie d’extrémité (147) servant de butée pour l’élément (170) de rappel, l’élément (170) de rappel étant sollicité en compression entre la partie d’extrémité (147) de la douille (145) et la traverse (131).
- Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen (140) de retenue comporte une section élargie (154) qui est fixée à la partie d’extrémité (151) externe de la pièce (150) de liaison, la douille (145) est agencée pour servir de butée (148) contre la section élargie (154).
- Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce (150) de liaison est une vis, ayant une tête formant la partie d’extrémité (152) interne et un filetage au moins sur la partie d’extrémité (151) externe,
le moyen (140) de retenue étant formé par un écrou vissé sur le filetage. - Dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’une rondelle (155) pour l’appui de l’élément (170) de rappel est disposée contre une face externe de la traverse (131) et autour de la partie intermédiaire (153) de la pièce (150) de liaison.
- Dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la partie d’extrémité (152) interne a une section élargie par rapport à la partie intermédiaire (153),
la partie saillante (102) de l’embase (101) comporte au moins deux pattes (103, 104) d’accrochage, qui sont espacées l’une de l’autre par un intervalle servant au passage de la partie intermédiaire (153) et contre lesquelles vient en butée la section élargie de la partie d’extrémité (152) interne. - Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que chaque patte (103, 104) d’accrochage comporte une surface interne (1031, 1041) de butée contre la section élargie de la partie d’extrémité (152) interne et une surface externe (1032, 1042) de butée contre l’entretoise (120).
- Dispositif suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la surface interne (1031, 1041) de butée et la surface externe (1032, 1042) de butée s’étendent circonférentiellement autour de l’axe (AX).
- Dispositif suivant l’une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que chaque patte (103, 104) d’accrochage est prolongée par un bord frontal (1033, 1043) respectif, les pattes (103, 104) délimitant entre elles un espace servant à l’introduction de la partie intermédiaire (153) suivant l’axe (AX).
- Dispositif suivant l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support (130) comporte une première tôle (132b) et une deuxième tôle (133), qui sont fixées de part et d’autre de la traverse (131) et qui s’étendent axialement, une pluralité de tubes (T) de refroidissement étant fixés à la suite axialement l’un derrière l’autre à la première tôle (132b) et à la deuxième tôle (133).
- Turbomachine pour aéronef, comprenant un carter (19) ayant une surface externe (190) annulaire, au moins un tube (T) de refroidissement par jet d’air, qui est destiné à refroidir la surface externe (190) du carter (19), au moins un dispositif (100) de maintien suivant l’une quelconque des revendications précédentes, fixé sur la surface externe (190) du carter (19) pour maintenir le au moins un tube (T) de refroidissement à l’extérieur de la surface externe (190) du carter (19).
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