FR3097008A1 - Device for cooling by air jets of a turbine and turbomachine casing comprising such a device - Google Patents

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Abstract

Dispositif de refroidissement par jets d’air d’un carter de turbine et turbomachine comportant un tel dispositif L’invention concerne un dispositif de refroidissement par jets d’air (130) d’un carter de turbine basse pression comportant au moins une rampe de sortie d’air (131) disposée autour du carter à refroidir et au moins un boîtier de répartition d’air (132), ledit boîtier de répartition d’air comportant : un compartiment d’entrée d’air (133) adapté pour conduire de l’air de refroidissement prélevé dans des canalisations (150) vers la rampe de sortie d’air, une enceinte (134), un premier flanc (135) dans lequel débouche le compartiment d’entrée d’air (133), et un second flanc (136), le premier et le second flancs comportant des orifices de sortie d’air destinés à recevoir la rampe de sortie d’air, le premier flanc comprenant un orifice longitudinal (137) dont la circonférence comporte un premier bord tombé (140) configuré pour recevoir le compartiment d’entrée d’air (133) et fixé par brasage avec ledit compartiment d’entrée d’air. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 5Device for cooling by air jets of a turbine and turbomachine casing comprising such a device The invention relates to a device for cooling by air jets (130) a low pressure turbine casing comprising at least one air outlet (131) disposed around the casing to be cooled and at least one air distribution box (132), said air distribution box comprising: an air intake compartment (133) adapted to conduct cooling air taken from pipes (150) to the air outlet manifold, an enclosure (134), a first sidewall (135) into which the air inlet compartment (133) opens, and a second flank (136), the first and the second flanks comprising air outlet orifices intended to receive the air outlet ramp, the first flank comprising a longitudinal orifice (137) the circumference of which has a first flanged edge (140) configured to receive the air inlet compartment (133) and secured by brazing with said air inlet compartment. Figure to be published with the abstract: Figure 5

Description

Dispositif de refroidissement par jets d’air d’un carter de turbine et turbomachine comportant un tel dispositifDevice for cooling by air jets a turbine casing and turbomachine comprising such a device

L’invention concerne un dispositif de refroidissement par jets d'air du carter d'une turbine basse pression, par exemple d'une turbomachine. L'invention concerne également une turbomachine, équipée d'un tel dispositif de refroidissement.The invention relates to a device for cooling by air jets the casing of a low pressure turbine, for example of a turbomachine. The invention also relates to a turbomachine, equipped with such a cooling device.

L’invention trouve des applications dans le domaine de l’aéronautique et, en particulier, dans le domaine du refroidissement d’un carter de turbine pour aéronef.The invention finds applications in the field of aeronautics and, in particular, in the field of cooling a turbine casing for an aircraft.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTIONTECHNOLOGICAL BACKGROUND OF THE INVENTION

Dans le domaine de l’aéronautique, le stator de la turbine basse pression d’une turbomachine est constitué principalement d’un carter qui doit être refroidi. Une des techniques de refroidissement utilise la technologie du refroidissement par impact. Pour mettre en œuvre cette technologie, le carter est équipé d'un ou plusieurs boitier(s) d'alimentation en air sous pression, chacun de ces boîtiers étant raccordé à des rampes de refroidissement qui entourent le carter et distribuent l’air de refroidissement sur toute la périphérie du carter.In the field of aeronautics, the stator of the low pressure turbine of a turbomachine consists mainly of a casing which must be cooled. One of the cooling techniques uses impact cooling technology. To implement this technology, the crankcase is equipped with one or more pressurized air supply box(es), each of these boxes being connected to cooling ramps which surround the crankcase and distribute the cooling air around the entire periphery of the housing.

La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale partielle d’une turbomachine 100. Cette turbomachine 100 comporte une turbine 110, entourée d’un carter 120 refroidi par un dispositif de refroidissement 130.FIG. 1 represents a view in partial longitudinal section of a turbomachine 100. This turbomachine 100 comprises a turbine 110, surrounded by a casing 120 cooled by a cooling device 130.

La figure 2 représente une vue en perspective partielle d’un dispositif 130 de refroidissement par jets d'air du carter 120, selon l’art antérieur, vue sur laquelle la turbine n’est pas représentée par mesure de simplification. La figure 3 représente une vue en perspective d’une partie du dispositif de refroidissement 130 de la figure 2. Ce dispositif de refroidissement 130 comporte classiquement une ou plusieurs rampes de refroidissement 131 connectée(s) à au moins un boîtier 132 de répartition de l’air. Dans l’exemple de la figure 2, deux rampes de refroidissement 131 sont représentées, qui sont connectées chacune entre deux boîtiers 132 de répartition de l’air, positionnés à environ 180° l'un de l'autre. Chaque rampe de refroidissement 131 comporte plusieurs tubes s’étendant parallèlement les uns aux autres autour du carter 120 sur environ 90°. Chaque tube de chaque rampe de refroidissement 131 est percé d'une série de trous débouchant au droit de la surface extérieure du carter 120. L'air sous pression transitant au travers de ces trous assure une ventilation par impact du carter 120.FIG. 2 represents a partial perspective view of a device 130 for cooling the casing 120 by air jets, according to the prior art, view in which the turbine is not represented for the sake of simplification. FIG. 3 represents a perspective view of part of the cooling device 130 of FIG. 2. This cooling device 130 conventionally comprises one or more cooling ramps 131 connected to at least one heat distribution box 132 'air. In the example of Figure 2, two cooling ramps 131 are shown, which are each connected between two air distribution boxes 132, positioned at approximately 180° from each other. Each cooling ramp 131 comprises several tubes extending parallel to each other around the casing 120 over approximately 90°. Each tube of each cooling ramp 131 is pierced with a series of holes emerging in line with the outer surface of the casing 120. The pressurized air passing through these holes provides ventilation by impact of the casing 120.

Chaque boîtier 132 de répartition de l’air comporte un compartiment d’entrée d’air 133 connecté aux canalisations extérieures 150 dans lesquelles circule de l’air permettant le refroidissement de différentes parties de la turbomachine. Le compartiment d’entrée d’air 133 assure le transfert de l’air de refroidissement entre les canalisations extérieures 150 et le boîtier 132 de répartition de l’air. Comme représenté sur la figure 4, le boîtier 132 de répartition d’air comporte, en outre, une enceinte 134 fermée par des premier et second flancs 135, 136 sur lesquelles sont connectées les rampes de refroidissement 131. En plus de la rampe de refroidissement 131, le premier flanc 135 reçoit le compartiment d’entrée d’air 133. De façon traditionnelle, le premier flanc 135 est équipé d’un orifice longitudinal 137 dans lequel est monté un anneau de maintien 138 prévu pour maintenir le compartiment d’entrée d’air 133 dans le premier flanc 135. Cet anneau de maintien 138, logé entre le contour de l’orifice longitudinal 137 et le compartiment d’entrée d’air 133, est brasé d’une part au premier flanc et d’autre part au compartiment d’entrée d’air 133 afin de relier rigidement et de manière étanche ledit premier flanc 135 et ledit compartiment d’entrée d’air 133.Each air distribution box 132 comprises an air inlet compartment 133 connected to the external pipes 150 in which air circulates allowing the cooling of various parts of the turbomachine. The air inlet compartment 133 ensures the transfer of the cooling air between the external pipes 150 and the box 132 for air distribution. As shown in Figure 4, the air distribution box 132 further comprises an enclosure 134 closed by first and second sides 135, 136 on which the cooling ramps 131 are connected. 131, the first side 135 receives the air inlet compartment 133. Traditionally, the first side 135 is equipped with a longitudinal orifice 137 in which is mounted a retaining ring 138 provided to hold the inlet compartment of air 133 in the first flank 135. This retaining ring 138, housed between the contour of the longitudinal orifice 137 and the air inlet compartment 133, is brazed on the one hand to the first flank and on the other goes to the air inlet compartment 133 in order to rigidly and tightly connect said first sidewall 135 and said air inlet compartment 133.

Du fait de sa forme complexe (visible sur l’agrandissement de la figure 4), l’anneau de maintien 138 est classiquement fabriqué en centre d’usinage, avec un procédé d’usinage de haute précision qui a pour conséquence un coût de fabrication relativement élevé. En outre, compte tenu de la grande rigidité de l’anneau de maintien 138, celle-ci peut engendrer des difficultés lors de l’assemblage (jeux de brasage, passage au four) avec le flanc 135 et le compartiment d’entrée d’air 133, de par la disparité de rigidité entre ces composants.Due to its complex shape (visible on the enlargement of FIG. 4), the retaining ring 138 is conventionally manufactured in a machining center, with a high-precision machining process which results in a manufacturing cost relatively high. In addition, given the great rigidity of the retaining ring 138, this can cause difficulties during assembly (brazing clearances, passage in the oven) with the side 135 and the entry compartment of air 133, due to the disparity in stiffness between these components.

Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus du coût de fabrication et de la rigidité de l’anneau de maintien du compartiment d’entrée d’air sur le premier flan du boîtier de répartition d’air, le demandeur propose un boîtier de répartition d’air dans lequel le compartiment d’entrée d’air est directement fixé sur le premier flanc dudit boîtier de répartition d’air par l’intermédiaire d’un bord tombé.To respond to the problems mentioned above of the cost of manufacture and the rigidity of the retaining ring of the air inlet compartment on the first blank of the air distribution box, the applicant proposes a distribution box air in which the air inlet compartment is directly attached to the first side of said air distribution box by means of a flange.

Selon un premier aspect, l’invention concerne un dispositif de refroidissement par jets d’air d’un carter de turbine basse pression comportant au moins une rampe de sortie d’air disposée autour du carter à refroidir et au moins un boîtier de répartition d’air, ledit boîtier de répartition d’air comportant :

  • un compartiment d’entrée d’air adapté pour conduire de l’air de refroidissement prélevé dans des canalisations vers la rampe de sortie d’air,
  • une enceinte,
  • un premier flanc dans lequel débouche le compartiment d’entrée d’air, et
  • un second flanc, le premier et le second flancs comportant des orifices de sortie d’air destinés à recevoir la rampe de sortie d’air,
According to a first aspect, the invention relates to a device for cooling by air jets a low-pressure turbine casing comprising at least one air outlet ramp arranged around the casing to be cooled and at least one air distribution box. air, said air distribution box comprising:
  • an air inlet compartment adapted to conduct cooling air taken from the pipes towards the air outlet ramp,
  • a speaker,
  • a first side into which the air inlet compartment opens, and
  • a second flank, the first and the second flanks comprising air outlet orifices intended to receive the air outlet ramp,

caractérisé par le fait que le premier flanc comprend un orifice longitudinal dont la circonférence comporte un premier bord tombé configuré pour recevoir le compartiment d’entrée d’air et fixé par brasage avec ledit compartiment d’entrée d’air.characterized in that the first flank comprises a longitudinal orifice whose circumference comprises a first flange configured to receive the air inlet compartment and fixed by brazing with said air inlet compartment.

Grâce à l’invention, les coûts de fabrication du dispositif de refroidissement du carter sont diminués puisque le dispositif nécessite un composant de moins que le dispositif de l’art antérieur et que son assemblage est simplifié. Ce dispositif de refroidissement permet aussi un gain de masse et une réduction de la perte de charge.Thanks to the invention, the manufacturing costs of the crankcase cooling device are reduced since the device requires one component less than the device of the prior art and its assembly is simplified. This cooling device also saves weight and reduces pressure drop.

Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le dispositif de refroidissement de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

  • le premier bord tombé est réalisé par emboutissage d’une zone périphérique de l’orifice longitudinal ;
  • le premier flanc est une pièce emboutie comportant un second bord tombé s’étendant sur la totalité de la périphérie dudit premier flanc et configuré pour être inséré latéralement dans l’enceinte ;
  • les premier et second bords tombés sont emboutis suivant des directions opposées, perpendiculaires à une surface du premier flanc contenant les orifices de sortie d’air ;
  • une pluralité de douilles sont montées chacune autour d’un orifice de sortie d’air du premier et/ou second flanc et assurent le maintien de la rampe de sortie d’air sur ledit premier et/ou second flanc ;
  • le second flanc est fixé par brasage avec l’enceinte et chaque douille est fixée par brasage avec un des flancs et la rampe de sortie d’air ;
  • le compartiment d’entrée d’air comporte une paroi supérieure et une paroi inférieure assemblées pour former un compartiment de forme sensiblement conique ;
  • le boîtier de répartition de l’air comporte des pattes de fixation adaptées pour fixer ledit boîtier sur le carter.
In addition to the characteristics which have just been mentioned in the previous paragraph, the cooling device of the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or according to all technically possible combinations:
  • the first flange is produced by stamping a peripheral zone of the longitudinal orifice;
  • the first flank is a stamped part comprising a second flange extending over the entire periphery of said first flank and configured to be inserted laterally into the enclosure;
  • the first and second flanged edges are stamped in opposite directions, perpendicular to a surface of the first flank containing the air outlet orifices;
  • a plurality of sockets are each mounted around an air outlet orifice of the first and/or second flank and maintain the air outlet ramp on said first and/or second flank;
  • the second flank is fixed by brazing with the enclosure and each sleeve is fixed by brazing with one of the flanks and the air outlet ramp;
  • the air inlet compartment comprises an upper wall and a lower wall assembled to form a compartment of substantially conical shape;
  • the air distribution box comprises fixing lugs suitable for fixing said box to the casing.

Selon un autre aspect, l’invention concerne une turbomachine comprenant une turbine basse pression entourée d’un carter et comportant un dispositif de refroidissement du carter tel que défini ci-dessus.According to another aspect, the invention relates to a turbomachine comprising a low-pressure turbine surrounded by a casing and comprising a device for cooling the casing as defined above.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description, illustrée par les figures dans lesquellesOther advantages and characteristics of the invention will appear on reading the description, illustrated by the figures in which

La figure 1, déjà décrite, représente une vue en coupe partielle d’une turbomachine abritant un dispositif de refroidissement du carter selon l’art antérieur ; FIG. 1, already described, represents a view in partial section of a turbomachine housing a device for cooling the casing according to the prior art;

La figure 2, déjà décrite, représente une vue en perspective partielle d’un dispositif de refroidissement selon l’art antérieur monté autour d’un carter ; Figure 2, already described, shows a partial perspective view of a cooling device according to the prior art mounted around a casing;

La figure 3, déjà décrite, représente une vue en perspective partielle du dispositif de refroidissement de la figure 2 ; Figure 3, already described, shows a partial perspective view of the cooling device of Figure 2;

La figure 4, déjà décrite, représente une vue en perspective du boîtier de répartition du dispositif de refroidissement des figures 2 et 3 ; FIG. 4, already described, represents a perspective view of the distribution box of the cooling device of FIGS. 2 and 3;

La figure 5 représente une vue en perspective du boîtier de répartition du dispositif de refroidissement selon l’invention ; FIG. 5 represents a perspective view of the distribution box of the cooling device according to the invention;

La figure 6 représente une vue en perspective agrandie de la zone de connexion du compartiment d’entrée d’air sur le premier flanc du boîtier de répartition de la figure 5 ; FIG. 6 represents an enlarged perspective view of the connection zone of the air inlet compartment on the first side of the distribution box of FIG. 5;

La figure 7 représente une vue en perspective du premier flanc du boîtier de répartition du dispositif de refroidissement selon l’invention ; FIG. 7 represents a perspective view of the first side of the distribution box of the cooling device according to the invention;

La figure 8 représente une vue en perspective agrandie d’une partie du premier flanc destinée à recevoir le compartiment d’entrée d’air ; FIG. 8 represents an enlarged perspective view of a part of the first flank intended to receive the air inlet compartment;

La figure 9 représente une vue en coupe des premier et second bords tombés du premier flanc du boîtier de répartition de la figure 5 ; et Figure 9 shows a sectional view of the first and second flanged edges of the first side of the distribution box of Figure 5; And

La figure 10 représente schématiquement une comparaison entre la zone de connexion du compartiment d’entrée d’air et du premier flanc dans le cas de l’invention et dans le cas de l’art antérieur. FIG. 10 schematically represents a comparison between the connection zone of the air inlet compartment and of the first flank in the case of the invention and in the case of the prior art.

Un exemple de réalisation d'un dispositif de refroidissement par jets d’air d’un carter de turbine basse pression, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.An embodiment of a device for cooling a low-pressure turbine casing by air jets is described in detail below, with reference to the appended drawings. This example illustrates the characteristics and advantages of the invention. It is however recalled that the invention is not limited to this example.

Sur les figures, présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées.In the figures, presented by way of indication and in no way limiting the invention, identical elements are identified by identical references. For reasons of legibility of the figures, the size scales between the elements represented are not respected.

La figure 5 représente schématiquement une vue en perspective d’une partie du dispositif de refroidissement selon l’invention. La figure 6 représente schématiquement une vue agrandie, selon une autre perspective, de ce même dispositif de refroidissement. Ce dispositif de refroidissement 130 comporte, comme décrit dans l’arrière-plan technologique, au moins une rampe de sortie d’air 131 – appelée également rampe de refroidissement - connectée à au moins un boîtier 132 de répartition de l’air. Dans l’exemple de la figure 5, seule une partie d’une première rampe de refroidissement 131a et une partie d’une seconde rampe de refroidissement 131b sont représentées, chacune de ces rampes de refroidissement 131a et 131b étant connectée entre un premier boîtier 132 de répartition de l’air (représenté sur la figure 5) et un second boîtier de répartition de l’air (non visible sur la figure 5) positionné à environ 180° dudit premier boîtier 132 de répartition de l’air. Dans la suite de la description, un seul des deux boîtiers 132 de répartition de l’air du dispositif de refroidissement 130 sera décrit, étant entendu que les deux boîtiers sont identiques.FIG. 5 schematically represents a perspective view of part of the cooling device according to the invention. FIG. 6 schematically represents an enlarged view, according to another perspective, of this same cooling device. This cooling device 130 comprises, as described in the technological background, at least one air outlet ramp 131 – also called cooling ramp – connected to at least one air distribution box 132. In the example of Figure 5, only part of a first cooling ramp 131a and part of a second cooling ramp 131b are shown, each of these cooling ramps 131a and 131b being connected between a first housing 132 distribution of the air (shown in Figure 5) and a second air distribution housing (not visible in Figure 5) positioned at about 180 ° from said first housing 132 of air distribution. In the remainder of the description, only one of the two air distribution boxes 132 of the cooling device 130 will be described, it being understood that the two boxes are identical.

Le boîtier 132 de répartition de l’air – appelé aussi simplement boîtier -comporte un compartiment d’entrée d’air 133 connecté aux canalisations extérieures de la turbomachine, dans lesquelles circule de l’air permettant le refroidissement de différentes parties de ladite turbomachine. Le compartiment d’entrée d’air 133 assure le transfert de l’air de refroidissement depuis les canalisations extérieures jusqu’à l’intérieur du boîtier 132 de répartition de l’air et aux rampes de refroidissement 131a, 131b.The air distribution box 132 - also simply called the box - comprises an air inlet compartment 133 connected to the external pipes of the turbomachine, in which air circulates allowing the cooling of various parts of said turbomachine. The air inlet compartment 133 ensures the transfer of cooling air from the external pipes to the interior of the air distribution box 132 and to the cooling ramps 131a, 131b.

Le boîtier 132 de répartition d’air comporte, en outre, une enceinte 134 fermée par des premier et second flancs 135, 136. L’enceinte 134 peut avoir une section de forme variable comme, par exemple, de forme rectangulaire, ovale, ovoïde ou une forme spécifique comme celle du flanc 135 représentée sur la figure 7. Chacun des premier et second flancs 135, 136 ont une surface dont la forme est similaire à la forme de la section de l’enceinte 134 de sorte que chaque flanc 135, 136 est conçu pour s’emboîter dans une des deux faces latérales, ouvertes, de l’enceinte 134.The air distribution box 132 further comprises an enclosure 134 closed by first and second sides 135, 136. The enclosure 134 may have a section of variable shape such as, for example, rectangular, oval, ovoid or a specific shape such as that of the flank 135 shown in Figure 7. Each of the first and second flanks 135, 136 have a surface whose shape is similar to the shape of the section of the enclosure 134 so that each flank 135, 136 is designed to fit into one of the two open side faces of enclosure 134.

Afin de permettre la fixation du boîtier 132 de répartition de l’air sur le carter, ledit boîtier 132 comporte, montées sur l’enceinte 134, des pattes de fixation 144. Ces pattes de fixations peuvent être fixées par tout moyen connu (soudure, colle, etc.) sur la surface extérieure de l’enceinte 134 du boîtier 132 de répartition de l’air, d’une part, et sur le carter, d’autre part.In order to allow the fixing of the box 132 for distributing the air on the casing, said box 132 comprises, mounted on the enclosure 134, fixing lugs 144. These fixing lugs can be fixed by any known means (welding, glue, etc.) on the outer surface of the enclosure 134 of the housing 132 for distributing the air, on the one hand, and on the casing, on the other hand.

Selon un ou plusieurs modes de réalisation de l’invention, chaque rampe de refroidissement 131a, 131b comporte plusieurs tubes 143, par exemple cinq ou huit, s’étendant parallèlement les uns aux autres le long d’une demi-circonférence du carter. Chaque tube 143 de chaque rampe de refroidissement 131a, 131b est percé d'une pluralité de trous débouchant au droit de la surface extérieure du carter pour assurer une ventilation par impact dudit carter. Chaque tube 143 est connecté, par une première extrémité, au premier flanc 135 d’un des boîtiers de répartition de l’air et, par une seconde extrémité, au second flanc 136 de l’autre des boîtiers de répartition de l’air. Bien entendu, si le dispositif de refroidissement 130 ne comporte qu’un seul boîtier 132 de répartition de l’air, la première extrémité des tubes 143 est connectée au premier flanc 135 du boîtier 132 de répartition de l’air et la seconde extrémité des tubes 143 est connectée au second flanc 136 du même boîtier 132 de répartition de l’air. Par ailleurs, si le dispositif de refroidissement 130 comporte plus de deux boîtiers 132 de répartition de l’air, par exemple n boîtiers, alors n rampes de refroidissement 131 seront connectées chacune entre deux des n boîtiers de répartition de l’air.According to one or more embodiments of the invention, each cooling ramp 131a, 131b comprises several tubes 143, for example five or eight, extending parallel to each other along a half-circumference of the casing. Each tube 143 of each cooling ramp 131a, 131b is pierced with a plurality of holes emerging in line with the outer surface of the casing to provide ventilation by impact of said casing. Each tube 143 is connected, by a first end, to the first side 135 of one of the air distribution boxes and, by a second end, to the second side 136 of the other of the air distribution boxes. Of course, if the cooling device 130 has only one air distribution box 132, the first end of the tubes 143 is connected to the first side 135 of the air distribution box 132 and the second end of the tubes 143 is connected to the second side 136 of the same box 132 for air distribution. Furthermore, if the cooling device 130 comprises more than two air distribution boxes 132, for example n boxes, then n cooling ramps 131 will each be connected between two of the n air distribution boxes.

Ainsi, dans l’exemple de la figure 5, le premier flanc 135 du boîtier 132 de répartition de l’air est adapté pour recevoir chacun des tubes 143 de la première rampe de refroidissement 131a. Le premier flanc 135 est adapté, en outre, pour recevoir le compartiment d’entrée d’air 133. Le second flanc 136 du boîtier 132 de répartition de l’air est adapté pour recevoir chacun des tubes 143 de la seconde rampe de refroidissement 131b. Pour cela, comme représenté sur les figures 5 et 7, chacun des premier et second flancs 135, 136 comporte autant d’orifices de sortie d’air, ou orifices circulaires, qu’il y a de tubes 143 dans la rampe de refroidissement 131a, 131b et chaque tube 143 est raccordé dans un des orifices circulaires du flanc par l'intermédiaire d'une douille cylindrique 139. Pour être maintenu connecté avec le boîtier 132 de répartition de l’air, chaque tube 143 est brasé dans une des douilles 139 et chaque douille 139 est brasée dans un des orifices circulaires du flanc 135, 136.Thus, in the example of Figure 5, the first side 135 of the air distribution box 132 is adapted to receive each of the tubes 143 of the first cooling ramp 131a. The first flank 135 is also adapted to receive the air inlet compartment 133. The second flank 136 of the air distribution box 132 is adapted to receive each of the tubes 143 of the second cooling ramp 131b . For this, as shown in Figures 5 and 7, each of the first and second flanks 135, 136 comprises as many air outlet orifices, or circular orifices, as there are tubes 143 in the cooling ramp 131a , 131b and each tube 143 is connected in one of the circular orifices of the side via a cylindrical socket 139. To be kept connected with the housing 132 for distributing the air, each tube 143 is brazed in one of the 139 and each sleeve 139 is brazed into one of the circular holes in the sidewall 135, 136.

Le premier flanc 135 est également muni d’un orifice longitudinal 137 adapté pour recevoir le compartiment d’entrée d’air 133. Ce compartiment d’entrée d’air 133 comporte une embouchure 133a débouchant dans l’enceinte 134 et un goulot 133b par lequel ledit compartiment d’entrée d’air est connecté à la canalisation extérieure. L’orifice longitudinal 137 du premier flanc 135 a une forme adaptée à la forme extérieure de l’embouchure 133a de sorte que ladite embouchure 133a puisse s’emboîter directement dans l’orifice longitudinal 137.The first side 135 is also provided with a longitudinal orifice 137 suitable for receiving the air inlet compartment 133. This air inlet compartment 133 comprises a mouth 133a opening into the enclosure 134 and a neck 133b through which said air inlet compartment is connected to the external pipe. The longitudinal orifice 137 of the first flank 135 has a shape adapted to the external shape of the mouth 133a so that said mouth 133a can fit directly into the longitudinal orifice 137.

Comme représenté sur les figures 7 et 8, l’orifice longitudinal 137 comporte, sur toute sa circonférence, un premier bord tombé 140 configuré pour emboîter l’embouchure 133a du compartiment d’entrée d’air 133. Ce premier bord tombé 140 est réalisé par emboutissage, par exemple à froid, du premier flanc 135. Le premier bord tombé 140 est une zone en circonférence de l’orifice longitudinal 137, courbée de sorte à former un angle sensiblement perpendiculaire par rapport à la surface du premier flanc 135. Ce premier bord tombé 140 s’étend longitudinalement sur toute la périphérie de l’orifice longitudinal 137 et latéralement sur une largeur prédéfinie, suffisante pour permettre le brasage du compartiment d’entrée d’air 133 sur le premier flanc 135. Cette largeur est définie, par exemple, en fonction de la procédure de brasage choisie. Elle peut être, par exemple, de l’ordre de 3mm..As shown in Figures 7 and 8, the longitudinal orifice 137 comprises, over its entire circumference, a first flange 140 configured to fit the mouth 133a of the air inlet compartment 133. This first flange 140 is made by stamping, for example cold, the first flank 135. The first flange 140 is a circumferential zone of the longitudinal orifice 137, curved so as to form a substantially perpendicular angle with respect to the surface of the first flank 135. This first flange 140 extends longitudinally over the entire periphery of longitudinal orifice 137 and laterally over a predefined width, sufficient to allow brazing of air inlet compartment 133 on first flank 135. This width is defined, for example, depending on the brazing procedure chosen. It can be, for example, of the order of 3mm.

Le premier bord tombé 140 est adapté pour être brasé avec l’embouchure 133a du compartiment d’entrée d’air 133. Dans certains modes de réalisation du dispositif de refroidissement, le compartiment d’entrée d’air 133 est formé de deux parois, chacune en forme sensiblement de demi-cônes, qui sont soudées ensemble pour former une sorte d’entonnoir inversé permettant de conduire l’air provenant des canalisations extérieures vers les rampes de refroidissement 131a, 131b. Qu’il soit réalisé d’une seule pièce ou constitué de deux parois soudées, le compartiment d’entrée d’air 133 est brasé directement sur le premier bord tombé 140 du premier flanc 135. Le fait de braser ledit compartiment d’entrée d’air 133 directement sur le premier bord tombé 140 permet de diminuer les coûts de fabrication du dispositif de refroidissement, et donc de la turbomachine, de plusieurs centaines d’euros. Ce brasage permet en outre de simplifier le raccordement du compartiment d’entrée d’air 133 sur le flanc du boîtier 132 de répartition de l’air, de diminuer le nombre d’opérations de brasage (brasage à deux endroits seulement, au lieu de trois dans le dispositif de refroidissement de l’art antérieur) et donc le coût de main d’œuvre. Cela permet également de gagner en masse (la masse du bord tombé étant inférieure à la masse d’un anneau de maintien).The first flange 140 is adapted to be brazed with the mouth 133a of the air inlet compartment 133. In certain embodiments of the cooling device, the air inlet compartment 133 is formed of two walls, each in the shape of substantially half-cones, which are welded together to form a kind of inverted funnel allowing the air coming from the external pipes to be led to the cooling ramps 131a, 131b. Whether it is made in one piece or made up of two welded walls, the air inlet compartment 133 is brazed directly onto the first flange 140 of the first flank 135. Brazing said air inlet compartment air 133 directly on the first flange 140 makes it possible to reduce the manufacturing costs of the cooling device, and therefore of the turbomachine, by several hundred euros. This brazing also makes it possible to simplify the connection of the air inlet compartment 133 to the side of the air distribution box 132, to reduce the number of brazing operations (brazing in only two places, instead of three in the prior art cooling device) and hence the labor cost. This also saves mass (the mass of the flange being less than the mass of a retaining ring).

Comme représenté sur les figures 7, 8 et 9, le premier flanc 135 comporte un second bord tombé 141 qui s’étend sur toute la périphérie dudit premier flanc. Ce second bord tombé 141 est une zone en périphérie du premier flanc 135, courbée suivant une direction opposée à celle du premier bord tombé 140, de sorte à former un angle sensiblement perpendiculaire à la surface du premier flanc, suivant une direction opposée à la direction du premier bord tombé. Ce second bord tombé 141 est adapté pour permettre le brasage dudit second bord tombé 141 sur l’enceinte 134 du boîtier 132 de répartition de l’air.As shown in Figures 7, 8 and 9, the first flank 135 has a second flange 141 which extends over the entire periphery of said first flank. This second flange 141 is a zone on the periphery of the first flange 135, curved in a direction opposite to that of the first flange 140, so as to form an angle substantially perpendicular to the surface of the first flange, in a direction opposite to the direction from the first flange. This second flange 141 is suitable for brazing said second flange 141 on the enclosure 134 of the housing 132 for air distribution.

Le premier flanc 135, avec ses deux bords tombés 140, 141, présente une section sensiblement en forme de Z, comme montré sur la partie A de la figure 10. Cette forme du premier flanc 135 permet un montage et une fixation par brasage dudit premier flanc 135 entre l’enceinte 134 et le compartiment d’entrée d’air 133, comme montré sur la figure 9. Cette forme permet, en outre, une réduction de la perte de charge. En effet, comme montré sur la partie B de la figure 10, dans le dispositif de refroidissement de l’art antérieur, la présence de l’anneau de maintien 138 entre le premier flanc 135 et le compartiment d’entrée d’air 133 génère un rayon aérodynamique complexe et anguleux qui a pour effet d’entraver l’écoulement de l’air (schématisé par la flèche) entre le compartiment d’entrée d’air 133 et l’enceinte 134. Au contraire, dans le dispositif de refroidissement correspondant au mode de réalisation de l’invention représenté sur la partie A de la figure 10, la brasure 142 déposée entre le premier flanc 135 et le compartiment d’entrée d’air 133 et/ou entre le premier flanc 135 et l’enceinte 134 permet d’atténuer les angles dans le rayon aérodynamique et donc d’améliorer l’écoulement de l’air (schématisé par la flèche) entre le compartiment d’entrée d’air 133 et l’enceinte 134, ce qui réduit la perte de charge.The first flank 135, with its two flanges 140, 141, has a substantially Z-shaped section, as shown in part A of FIG. 10. This shape of the first flank 135 allows mounting and fixing by brazing of said first flank 135 between the enclosure 134 and the air inlet compartment 133, as shown in Figure 9. This shape also allows a reduction in pressure drop. Indeed, as shown in part B of Figure 10, in the cooling device of the prior art, the presence of the retaining ring 138 between the first flank 135 and the air inlet compartment 133 generates a complex and angular aerodynamic radius which has the effect of hindering the flow of air (schematized by the arrow) between the air inlet compartment 133 and the enclosure 134. On the contrary, in the cooling device corresponding to the embodiment of the invention represented in part A of FIG. 10, the solder 142 deposited between the first side 135 and the air inlet compartment 133 and/or between the first side 135 and the enclosure 134 makes it possible to attenuate the angles in the aerodynamic radius and therefore to improve the flow of air (schematized by the arrow) between the air inlet compartment 133 and the enclosure 134, which reduces the loss dump.

Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le dispositif de refroidissement selon l’invention comprend divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention.Although described through a certain number of examples, variants and embodiments, the cooling device according to the invention comprises various variants, modifications and improvements which will appear obvious to those skilled in the art, it being understood that these variants , modifications and improvements are within the scope of the invention.

Claims (9)

Dispositif de refroidissement par jets d’air (130) d’un carter de turbine basse pression comportant au moins une rampe de sortie d’air (131) disposée autour du carter à refroidir et au moins un boîtier de répartition d’air (132), ledit boîtier de répartition d’air comportant :
  • un compartiment d’entrée d’air (133) adapté pour conduire de l’air de refroidissement prélevé dans des canalisations (150) vers la rampe de sortie d’air,
  • une enceinte (134),
  • un premier flanc (135) dans lequel débouche le compartiment d’entrée d’air (133), et
  • un second flanc (136), le premier et le second flancs comportant des orifices de sortie d’air destinés à recevoir la rampe de sortie d’air,
caractérisé en ce que le premier flanc comprend un orifice longitudinal (137) dont la circonférence comporte un premier bord tombé (140) configuré pour recevoir le compartiment d’entrée d’air (133) et fixé par brasage avec ledit compartiment d’entrée d’air.Device for cooling by air jets (130) a low pressure turbine casing comprising at least one air outlet ramp (131) arranged around the casing to be cooled and at least one air distribution box (132 ), said air distribution unit comprising:
  • an air inlet compartment (133) adapted to lead cooling air taken from the pipes (150) towards the air outlet ramp,
  • an enclosure (134),
  • a first flank (135) into which the air inlet compartment (133) opens, and
  • a second flank (136), the first and the second flanks comprising air outlet orifices intended to receive the air outlet ramp,
characterized in that the first flank comprises a longitudinal orifice (137) the circumference of which comprises a first flange (140) configured to receive the air inlet compartment (133) and fixed by brazing with the said air inlet compartment 'air. Dispositif de refroidissement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier bord tombé (140) est réalisé par emboutissage d’une zone périphérique de l’orifice longitudinal (137).Cooling device according to Claim 1, characterized in that the first flange (140) is produced by stamping a peripheral zone of the longitudinal orifice (137). Dispositif de refroidissement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier flanc (135) est une pièce emboutie comportant un second bord tombé (141) s’étendant sur la totalité de la périphérie dudit premier flanc et configuré pour être inséré latéralement dans l’enceinte (134).Cooling device according to Claim 1 or 2, characterized in that the first flank (135) is a stamped part comprising a second flange (141) extending over the entire periphery of the said first flank and configured to be inserted laterally in the enclosure (134). Dispositif de refroidissement selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et second bords tombés (140, 141) sont emboutis suivant des directions opposées, perpendiculaires à une surface du premier flanc (135) contenant les orifices de sortie d’air.Cooling device according to Claim 3, characterized in that the first and second flanges (140, 141) are stamped in opposite directions, perpendicular to a surface of the first flank (135) containing the air outlet orifices. Dispositif de refroidissement selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité de douilles (139) montées chacune autour d’un orifice de sortie d’air du premier et/ou second flanc et assurant le maintien de la rampe de sortie d’air (131) sur ledit premier et/ou second flanc (135, 136).Cooling device according to any one of Claims 1 to 4, characterized in that it comprises a plurality of sleeves (139) each mounted around an air outlet orifice of the first and/or second flank and ensuring the maintaining the air outlet ramp (131) on said first and/or second flank (135, 136). Dispositif de refroidissement selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que le second flanc (136) est fixé par brasage avec l’enceinte (134) et chaque douille (139) est fixée par brasage avec un des flancs (135, 136) et la rampe de sortie d’air (131).Cooling device according to Claims 3 and 5, characterized in that the second flank (136) is fixed by brazing with the enclosure (134) and each sleeve (139) is fixed by brazing with one of the flanks (135, 136) and the air outlet ramp (131). Dispositif de refroidissement selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le compartiment d’entrée d’air (133) comporte une paroi supérieure et une paroi inférieure assemblées pour former un compartiment de forme sensiblement conique.Cooling device according to any one of Claims 1 to 6, characterized in that the air inlet compartment (133) comprises an upper wall and a lower wall assembled to form a compartment of substantially conical shape. Dispositif de refroidissement selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le boîtier de répartition de l’air (132) comporte des pattes de fixation (144) adaptées pour fixer ledit boîtier sur le carter.Cooling device according to any one of Claims 1 to 7, characterized in that the air distribution casing (132) comprises fixing lugs (144) suitable for fixing the said casing to the casing. Turbomachine comprenant une turbine basse pression entourée d’un carter, caractérisée en ce qu’elle comporte un dispositif de refroidissement du carter selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.Turbomachine comprising a low-pressure turbine surrounded by a casing, characterized in that it comprises a device for cooling the casing according to any one of Claims 1 to 8.
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