FR3101105A1 - Housing for turbomachine and turbomachine equipped with such a housing - Google Patents

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Abstract

TITRE : Carter pour turbomachine et turbomachine équipée d’un tel carter Un aspect de l’invention concerne un carter (100) pour une turbine de turbomachine, le carter s’étendant autour d’un axe et comprenant une paroi annulaire (101) ainsi qu’au moins un élément d’accroche (110) qui s’étend en saillie à partir d’une surface radialement interne (102) de la paroi annulaire du carter et qui est formé, au moins en partie, d’un premier matériau. Ledit élément d’accroche est pourvu d’au moins un insert (120) qui s’étend de l’élément de l’élément d’accroche jusqu’à une surface radialement externe (103) de ladite paroi annulaire pour déboucher du côté externe du carter, l’insert étant formé dans un deuxième matériau ayant une diffusivité thermique supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau. L’invention concerne également un ensemble pour turbine et une turbomachine comprenant un tel carter. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 TITLE: Housing for turbomachine and turbomachine equipped with such a housing One aspect of the invention relates to a casing (100) for a turbomachine turbine, the casing extending around an axis and comprising an annular wall (101) as well as at least one attachment element (110) which projecting from a radially inner surface (102) of the annular housing wall and which is formed, at least in part, from a first material. Said hooking element is provided with at least one insert (120) which extends from the element of the hooking element to a radially outer surface (103) of said annular wall to open out on the outer side of the housing, the insert being formed from a second material having a thermal diffusivity greater than the thermal diffusivity of the first material. The invention also relates to an assembly for a turbine and a turbomachine comprising such a casing. Figure to be published with the abstract: Figure 3

Description

Carter pour turbomachine et turbomachine équipée d’un tel carterCasing for turbomachine and turbomachine fitted with such a casing

Le domaine technique de l’invention est, d’une façon générale, celui des turbomachines, et plus particulièrement des carters de turbine et des techniques de refroidissement de tels carters.The technical field of the invention is, in general, that of turbomachines, and more particularly of turbine casings and techniques for cooling such casings.

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

Pour assurer le refroidissement de certains carters de turbines, notamment de carters de turbines basse pression, il est connu, par exemple du document FR 3054000, un système de refroidissement comprenant un ensemble de tubes disposés à l’extérieur du carter en entourant ce carter. De l’air à basse température est prélevé en amont du ou des compresseurs de la turbomachine (en amont par rapport à la direction d’écoulement des gaz dans la turbomachine) et est injecté dans les tubes de refroidissement. Cet air de refroidissement est alors soufflé sur la surface externe du carter, parfois appelée peau du carter, par des trous percés dans les tubes de refroidissement.To ensure the cooling of certain turbine casings, in particular low-pressure turbine casings, it is known, for example from document FR 3054000, a cooling system comprising a set of tubes arranged outside the casing surrounding this casing. Low-temperature air is taken upstream of the turbomachine compressor(s) (upstream relative to the direction of gas flow in the turbomachine) and is injected into the cooling tubes. This cooling air is then blown across the outer surface of the crankcase, sometimes referred to as the crankcase skin, through holes drilled in the cooling tubes.

Un tel système de refroidissement protège le carter d’un échauffement excessif.Such a cooling system protects the crankcase from excessive heating.

Il permet aussi de piloter le jeu radial entre l’aubage mobile de la turbine, et le carter qui l’entoure. En effet, les changements de température du carter permettent de faire varier les dimensions du carter par dilatation thermique, et donc de faire varier le jeu entre l’aubage mobile et le carter. Un tel système de refroidissement, configuré pour piloter le jeu entre l’aubage mobile et le carter, grâce à un refroidissement plus ou moins fort du carter, est parfois appelé système de type LPTCC, ou LPTACC, selon les acronymes anglo-saxons de « Low Pressure Turbine Clearance Control » et « Low Pressure Turbine Active Clearance Control » (c’est-à-dire « contrôle de jeux pour turbine basse pression », et « contrôle actif de jeux pour turbine basse pression »).It also makes it possible to control the radial play between the mobile blades of the turbine, and the casing which surrounds it. Indeed, the changes in casing temperature make it possible to vary the dimensions of the casing by thermal expansion, and therefore to vary the clearance between the moving blades and the casing. Such a cooling system, configured to control the clearance between the mobile blades and the casing, thanks to a more or less strong cooling of the casing, is sometimes called LPTCC type system, or LPTACC, according to the Anglo-Saxon acronyms of " Low Pressure Turbine Clearance Control” and “Low Pressure Turbine Active Clearance Control”.

Un tel système de refroidissement permet de refroidir efficacement la paroi annulaire du carter, qui forme le conduit canalisant les gaz chauds qui circulent dans le carter. Mais les éléments d’accroche du carter qui s’étendent en saillie par rapport à cette paroi annulaire, en particulier les crochets de fixation de l’aubage fixe de la turbine, ne reçoivent pas directement l’air froid soufflé par les tubes de refroidissement. Ces éléments d’accroche, moins bien refroidis que la paroi annulaire, peuvent alors s’échauffer de manière importante. Le refroidissement moindre de ces éléments de carter rend la température dans le carter inhomogène, ce qui limite la précision de pilotage du jeu entre le sommet de l’aubage mobile et le carter et peut en outre créer des contraintes mécaniques importantes dans le carter.Such a cooling system makes it possible to effectively cool the annular wall of the casing, which forms the duct channeling the hot gases which circulate in the casing. But the crankcase attachment elements which project in relation to this annular wall, in particular the fixing hooks of the stationary blading of the turbine, do not directly receive the cold air blown by the cooling tubes. . These gripping elements, less well cooled than the annular wall, can then heat up significantly. The less cooling of these casing elements makes the temperature in the casing inhomogeneous, which limits the precision of control of the clearance between the tip of the mobile blades and the casing and can also create significant mechanical stresses in the casing.

Dans un tel système, il est donc souhaitable d’améliorer encore l’efficacité de refroidissement des différents éléments du carter, ainsi que l’uniformité de température dans celui-ci.In such a system, it is therefore desirable to further improve the cooling efficiency of the various elements of the crankcase, as well as the temperature uniformity in the latter.

Dans ce contexte, l’invention propose un nouveau type de carter pour une turbine de turbomachine qui permet, pour les éléments qui s’étendent en saillie à partir de la paroi annulaire du carter, de mieux évacuer la chaleur vers l’extérieur du carter.In this context, the invention proposes a new type of casing for a turbomachine turbine which allows, for the elements which project from the annular wall of the casing, to better evacuate the heat towards the outside of the casing. .

L’invention concerne plus particulièrement un carter pour une turbine de turbomachine s’étendant autour d’un axe et comprenant :The invention relates more particularly to a casing for a turbomachine turbine extending around an axis and comprising:

une paroi annulaire centrée sur l’axe et ayant une surface radialement externe située du côté externe du carter, et une surface radialement interne située du côté interne du carter, etan annular wall centered on the axis and having a radially outer surface located on the outer side of the casing, and a radially inner surface located on the inner side of the casing, and

au moins un élément d’accroche qui s’étend en saillie à partir de la surface radialement interne et qui est formé, au moins en partie, d’un premier matériau,
et dans lequel l’élément d’accroche est pourvu d’au moins un insert qui s’étend de l’élément d’accroche jusqu’à la surface radialement externe de ladite paroi annulaire pour déboucher du côté externe du carter, l’insert étant formé dans un deuxième matériau ayant une diffusivité thermique supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau.at least one gripping element which projects from the radially inner surface and which is formed, at least in part, of a first material,
and in which the gripping element is provided with at least one insert which extends from the gripping element as far as the radially outer surface of the said annular wall to emerge on the outer side of the casing, the insert being formed from a second material having a thermal diffusivity greater than the thermal diffusivity of the first material.

L’insert, dont une partie est en contact avec l’élément d’accroche, permet de réaliser un pont thermique qui permet une conduction thermique efficace entre l’élément d’accroche du carter et la surface radialement externe de la paroi annulaire du carter, au niveau de laquelle circule l’air ou le fluide de refroidissement. L’insert permet ainsi d’évacuer efficacement vers l’extérieur du carter la chaleur reçue par l’élément d’accroche du carter en question, cette chaleur provenant en pratique des gaz chauds qui circulent dans la turbine.The insert, part of which is in contact with the attachment element, makes it possible to produce a thermal bridge which allows effective thermal conduction between the attachment element of the casing and the radially outer surface of the annular wall of the casing , at which the air or cooling fluid circulates. The insert thus makes it possible to efficiently evacuate the heat received by the attachment element of the housing in question to the outside of the casing, this heat coming in practice from the hot gases which circulate in the turbine.

On remarquera à ce sujet que les alliages à base de Nickel, généralement employés pour réaliser des carters de turbine du fait de leur bonne résistance à la chaleur et à la corrosion, ont une diffusivité thermique qui, de manière surprenante pour des métaux, s’avère en fait assez basse, de l’ordre de 3 millimètres carrés par seconde (à une température de 250 degrés Celsius environ). A contrario, la plupart des alliages de cuivre ou d’aluminium, par exemple, ont une diffusivité thermique supérieur à 50 millimètres carrés par seconde, voire supérieure à 100 millimètres carrés par seconde (à une température de 250 degrés Celsius environ). Cela explique l’intérêt qu’il y a, du point de vue de l’évacuation de chaleur, à équiper le ou les éléments d’accroche du carter avec un tel insert.It will be noted in this regard that Nickel-based alloys, generally used to make turbine casings because of their good resistance to heat and corrosion, have a thermal diffusivity which, surprisingly for metals, is turns out to be quite low, on the order of 3 square millimeters per second (at a temperature of around 250 degrees Celsius). Conversely, most copper or aluminum alloys, for example, have a thermal diffusivity greater than 50 square millimeters per second, or even greater than 100 square millimeters per second (at a temperature of around 250 degrees Celsius). This explains the interest there is, from the point of view of heat evacuation, in equipping the attachment element(s) of the housing with such an insert.

Un alliage à base de cuivre ou d’aluminium a certes une tenue en température généralement moins bonne qu’un alliage à base de Nickel. Mais comme la température de l’élément d’accroche, en conditions de fonctionnement, est abaissée grâce à l’insert, on obtient finalement un système dans lequel l’insert reste exposé à des températures acceptables pour de tels alliages, typiquement à base de cuivre ou d’aluminium.An alloy based on copper or aluminum certainly has a generally poorer temperature resistance than an alloy based on nickel. But as the temperature of the attachment element, in operating conditions, is lowered thanks to the insert, a system is finally obtained in which the insert remains exposed to temperatures acceptable for such alloys, typically based on copper or aluminum.

On remarquera que le carter selon l’invention permet d’améliorer efficacement le refroidissement et l’homogénéité de température dans le carter, tout en restant avantageusement compatible avec les systèmes de refroidissement de carter existants, de type LTPCC ou LPTACC.It will be noted that the casing according to the invention makes it possible to effectively improve cooling and temperature uniformity in the casing, while advantageously remaining compatible with existing casing cooling systems, of the LTPCC or LPTACC type.

L’élément d’accroche du carter pourvu de l’insert peut être un élément qui s’étend vers l’intérieur du carter à partir de la surface radialement interne de la paroi annulaire du carter, par exemple un crochet de fixation de l’aubage fixe de la turbine. Dans ce cas, l’insert traverse la paroi annulaire du carter de part en part pour déboucher à l’extérieur de celui-ci.The attachment element of the casing provided with the insert can be an element which extends towards the inside of the casing from the radially internal surface of the annular wall of the casing, for example a hook for fixing the fixed blading of the turbine. In this case, the insert crosses the annular wall of the casing from side to side to emerge outside the latter.

Equiper un ou plusieurs crochets de fixation de l’aubage fixe avec un tel insert est particulièrement intéressant car ces crochets sont exposés aux gaz chauds qui circulent dans la turbine, notamment au niveau de leur extrémité libre. Par ailleurs, les dimensions des crochets, qui varient en fonction de la température, ont une influence forte sur la valeur du jeu radial entre l’aubage mobile de la turbine et le carter. En effet, la couche abradable qui entoure les aubes mobiles de la turbine est accrochées à des secteurs d’étanchéité qui sont eux-mêmes fixés aux crochets en question. Equiper une partie des crochets de fixation, voire tous les crochets de fixation avec de tels inserts permet donc d’améliorer la précision de pilotage du jeu radial en question, précision qui est déterminante pour les performances de la turbine. Le terme « aubage » désigne ici une ou plusieurs roues à aubes de la turbine.Equipping one or more fixed blading attachment hooks with such an insert is particularly advantageous because these hooks are exposed to the hot gases which circulate in the turbine, in particular at their free end. Furthermore, the dimensions of the hooks, which vary according to the temperature, have a strong influence on the value of the radial clearance between the blades of the turbine and the casing. Indeed, the abradable layer which surrounds the moving blades of the turbine is attached to sealing sectors which are themselves fixed to the hooks in question. Equipping part of the fixing hooks, or even all the fixing hooks with such inserts therefore makes it possible to improve the precision of control of the radial play in question, precision which is decisive for the performance of the turbine. The term "blading" herein refers to one or more impellers of the turbine.

L’élément d’accroche, pourvu de l’insert d’évacuation de chaleur, peut aussi être un élément qui s’étend à partir d’une extrémité amont ou aval de la paroi annulaire du carter, cet élément étant par exemple une bride de fixation du carter qui s’étend transversalement, vers l’extérieur du carter. Dans ce cas, l’élément d’accroche est en effet situé à distance des zones de la peau du carter où est habituellement soufflé l’air de refroidissement, si bien que l’élément d’accroche en question a tendance à s’échauffer plus fortement que le reste du carter. Dans ce cas aussi, l’insert permet de mieux évacuer la chaleur reçue, en améliorant la conduction thermique entre cet élément d’accroche et les zones de la peau du carter refroidies par le soufflage d’air (ou par la circulation d’un fluide de refroidissement).The attachment element, provided with the heat removal insert, can also be an element which extends from an upstream or downstream end of the annular wall of the casing, this element being for example a flange fixing of the casing which extends transversely, towards the outside of the casing. In this case, the gripping element is in fact located at a distance from the areas of the skin of the casing where the cooling air is usually blown, so that the gripping element in question tends to heat up. more strongly than the rest of the crankcase. In this case too, the insert makes it possible to better evacuate the heat received, by improving the thermal conduction between this attachment element and the areas of the skin of the casing cooled by the air blowing (or by the circulation of a coolant).

Outre les caractéristiques mentionnées ci-dessus, le carter de turbine selon l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :

  • une section dudit insert dans un plan de coupe contenant ledit axe est rectiligne ;
  • dans un plan de coupe contenant ledit axe : ledit élément d’accroche s’étend le long d’une ligne moyenne, depuis la paroi annulaire du carter jusqu’à l’extrémité libre de l’élément d’accroche, et ledit insert s’étend dans l’élément d’accroche en suivant la ligne moyenne de l’élément d’accroche, sur une longueur supérieure aux deux tiers de la longueur de cette ligne moyenne ;
  • ledit insert est réalisé d’un seul tenant avec le carter ;
  • l’insert comprend une partie intégrée dans l’élément d’accroche ;
  • l’insert comprend une partie noyée dans l’élément d’accroche ;
  • l’insert comprend une partie externe qui débouche à l’extérieur du carter et qui est pourvue d’ailettes ou de picots de refroidissement ;
  • la diffusivité thermique du deuxième matériau est au moins 3 fois supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau, de préférence supérieure à 10 fois la diffusivité thermique du premier matériau.
In addition to the characteristics mentioned above, the turbine casing according to the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in all technically possible combinations:
  • a section of said insert in a cutting plane containing said axis is rectilinear;
  • in a section plane containing said axis: said attachment element extends along a mean line, from the annular wall of the casing to the free end of the attachment element, and said insert s 'extends in the hooking element along the middle line of the hooking element, over a length greater than two-thirds of the length of this middle line;
  • said insert is made in one piece with the casing;
  • the insert comprises a part integrated into the attachment element;
  • the insert comprises a part embedded in the attachment element;
  • the insert comprises an outer part which opens outside the casing and which is provided with fins or cooling pins;
  • the thermal diffusivity of the second material is at least 3 times greater than the thermal diffusivity of the first material, preferably greater than 10 times the thermal diffusivity of the first material.

Un autre aspect de l’invention concerne un ensemble pour turbine comprenant :Another aspect of the invention relates to a turbine assembly comprising:

un carter tel que décrit ci-dessus, dans lequel ledit élément d’accroche est un crochet de fixation d’un aubage fixe de la turbine, le carter comprenant au moins un autre crochet de fixation de l’aubage fixe,a casing as described above, in which said attachment element is a hook for fixing a stationary blading of the turbine, the casing comprising at least one other hook for fixing the fixed blading,

plusieurs secteurs d’étanchéité montés entre les deux crochets de fixation, les secteurs d’étanchéité étant montés circonférentiellement bout-à-bout pour former une couronne d’étanchéité, et dans lequelseveral sealing sectors mounted between the two fixing hooks, the sealing sectors being mounted circumferentially end to end to form a sealing crown, and in which

ledit insert, noyé en partie dans l’un des crochets de fixation, s’étend sur une partie au moins de la circonférence du carter, en vis-à-vis d’une zone de jonction entre deux desdits secteurs d’étanchéité.said insert, partly embedded in one of the fixing hooks, extends over at least part of the circumference of the casing, facing a junction zone between two of said sealing sectors.

Un autre aspect de l’invention concerne une turbomachine comprenant une turbine pourvue d’un carter tel que décrit ci-dessus, ou pourvue de l’ensemble pour turbine qui vient d’être présenté.Another aspect of the invention relates to a turbomachine comprising a turbine provided with a casing as described above, or provided with the turbine assembly which has just been presented.

L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.The invention and its various applications will be better understood on reading the following description and examining the accompanying figures.

Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.

  • la figure 1 représente schématiquement une turbomachine à double flux, en coupe et vue de côté,
  • les figures 2A et 2B sont des vues schématiques, partielles, d’une turbine basse pression de la turbomachine de la figure 1, en coupe et vue de côté, cette turbine étant pourvue d’un carter conforme aux enseignements de l’invention,
  • les figures 3 et 4 représentent schématiquement des parties du carter de la figure 2A,
  • les figures 5, 6 et 7 représentent des crochets de carter de turbine selon d’autres modes de réalisation conformes aux enseignements de l’invention.
The figures are presented by way of indication and in no way limit the invention.
  • FIG. 1 schematically represents a bypass turbomachine, in section and side view,
  • FIGS. 2A and 2B are schematic, partial views of a low-pressure turbine of the turbomachine of FIG. 1, in section and side view, this turbine being provided with a casing in accordance with the teachings of the invention,
  • Figures 3 and 4 schematically show parts of the housing of Figure 2A,
  • FIGS. 5, 6 and 7 represent turbine casing hooks according to other embodiments in accordance with the teachings of the invention.

La figure 1 représente une turbomachine 1 à double flux. L’axe de la turbomachine, qui est l’axe de rotation des parties tournantes, porte la référence x. Telle que représentée, la turbomachine 1 comporte, de l’amont à l’aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante 2, un compresseur basse pression 3, un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7. FIG. 1 represents a dual-flow turbomachine 1. The axis of the turbomachine, which is the axis of rotation of the rotating parts, bears the reference x. As shown, the turbomachine 1 comprises, from upstream to downstream in the direction of gas flow, a fan 2, a low pressure compressor 3, a high pressure compressor 4, a combustion chamber 5, a turbine high pressure 6 and a low pressure turbine 7.

L’air issu de la soufflante est divisé en un flux primaire 8, qui s’écoule dans une veine primaire 9 annulaire, et un flux secondaire 10 qui s’écoule dans une veine secondaire 11, annulaire elle aussi et qui entoure la veine annulaire primaire 10. Les compresseurs basse et haute pression 3 et 4, la chambre de combustion 5, et les turbines haute et basse pression 6 et 7 sont ménagées dans la veine primaire 10.The air coming from the fan is divided into a primary flow 8, which flows in an annular primary vein 9, and a secondary flow 10 which flows in a secondary vein 11, also annular and which surrounds the annular vein primary 10. The low and high pressure compressors 3 and 4, the combustion chamber 5, and the high and low pressure turbines 6 and 7 are arranged in the primary stream 10.

La figure 2A montre plus en détail une partie de la turbine basse pression 7, en coupe et vue de côté. Cette turbine comprend plusieurs étages successifs le long de l’axe (x), chaque étage comportant un rotor, c’est-à-dire une roue à aubes mobile en rotation autour de l’axe x de la turbine, ainsi qu’un stator, solidaire d’un carter 100 de la turbine. Sur la figure 2A, les aubes mobiles (c’est-à-dire les aubes du rotor) portent la référence 13 tandis que les aubes fixes (c’est-à-dire les aubes du stator) portent la référence 14. FIG. 2A shows part of the low-pressure turbine 7 in more detail, in section and in side view. This turbine comprises several successive stages along the axis (x), each stage comprising a rotor, that is to say a wheel with blades mobile in rotation around the axis x of the turbine, as well as a stator, secured to a casing 100 of the turbine. In figure 2A, the moving vanes (i.e. the rotor blades) bear the reference 13 while the stationary vanes (i.e. the stator vanes) bear the reference 14.

En l’occurrence, le carter 100 entoure les différentes roues à aubes de la turbine et canalise les gaz chauds circulant dans la turbine (gaz qui proviennent de la chambre de combustion 5). Au niveau de la turbine basse pression 7, c’est donc ce carter 100 qui délimite la veine primaire 10.In this case, the casing 100 surrounds the various impellers of the turbine and channels the hot gases circulating in the turbine (gases which come from the combustion chamber 5). At the level of the low pressure turbine 7, it is therefore this casing 100 which delimits the primary stream 10.

Le carter 100 comprend une paroi annulaire 101, qui forme le conduit canalisant les gaz qui circulent dans la turbine. Cette paroi annulaire 101 est centrée sur l’axe x de la turbine, qu’elle entoure.The casing 100 comprises an annular wall 101, which forms the duct channeling the gases which circulate in the turbine. This annular wall 101 is centered on the axis x of the turbine, which it surrounds.

Comme on peut le voir sur la figure 2B Elle a une forme générale évasée. La paroi annulaire constitue en quelque sorte le corps principal du carter. Elle correspond à la partie lisse, sans relief, du carter, en forme de plaque annulaire, globalement tronconique. Sa forme est globalement symétrique par rotation autour de l’axe x. Le conduit formé par la paroi annulaire 101 s’étend axialement depuis une extrémité amont 104 jusqu’à une extrémité aval 105. As can be seen in Figure 2B It has a generally flared shape. The annular wall constitutes in a way the main body of the casing. It corresponds to the smooth part, without relief, of the casing, in the form of an annular plate, generally frustoconical. Its shape is globally symmetrical by rotation around the x axis. The conduit formed by the annular wall 101 extends axially from an upstream end 104 to a downstream end 105.

Le carter 100 comprend également une bride de fixation amont 106 et une bride de fixation aval 107, qui s’étendent transversalement par rapport à l’axe x, respectivement à partir de l’extrémité amont 104 et à partir de l’extrémité aval 105 du conduit. Les brides de fixations amont et aval 106, 107 permettent la liaison du carter 100 à d’autres carters de la turbomachine 1. Telles que représentées sur la figure 2B, ces brides sont des brides annulaires radiales qui s’étendent, à partir de la surface radialement interne 102 de la paroi annulaire 101, vers l’extérieur du carter 100.The housing 100 also includes an upstream fixing flange 106 and a downstream fixing flange 107, which extend transversely relative to the x axis, respectively from the upstream end 104 and from the downstream end 105 of the duct. The upstream and downstream fixing flanges 106, 107 allow the connection of the casing 100 to other casings of the turbomachine 1. As represented in FIG. 2B, these flanges are radial annular flanges which extend, from the radially inner surface 102 of the annular wall 101, towards the outside of the casing 100.

La paroi annulaire 101 a une surface radialement interne 102, et une surface radialement externe 103 appelée aussi peau du carter. La surface radialement interne 102 de la paroi annulaire 101 est plus proche de l’axe x du carter que la surface radialement externe 103. La surface radialement interne 102 et la surface radialement externe 103 sont appelées plus simplement surface interne 102 et surface externe 103 dans la suite. L’extérieur Ext du carter 100 est la zone de l’espace située au-delà de la surface externe 103, c’est-à-dire située plus loin de l’axe du carter que la surface externe 103, d’un point de vue radial. L’intérieur Int du carter 100 est la zone de l’espace, délimitée par la paroi annulaire 101, dans laquelle circulent les gaz chauds qui traversent la turbine, et qui accueille les aubes 13, 14 de la turbine 7. L’intérieur du carter correspond plus précisément à la zone de l’espace délimitée par la surface interne 102 de la paroi annulaire 101.The annular wall 101 has a radially inner surface 102, and a radially outer surface 103 also called the skin of the casing. The radially inner surface 102 of the annular wall 101 is closer to the x axis of the housing than the radially outer surface 103. The radially inner surface 102 and the radially outer surface 103 are more simply called inner surface 102 and outer surface 103 in the following. The exterior Ext of the housing 100 is the area of the space located beyond the external surface 103, that is to say located further from the axis of the housing than the external surface 103, from a point of radial view. The interior Int of the casing 100 is the zone of space, delimited by the annular wall 101, in which the hot gases which pass through the turbine circulate, and which accommodates the blades 13, 14 of the turbine 7. The interior of the casing corresponds more precisely to the zone of the space delimited by the internal surface 102 of the annular wall 101.

Le carter 100 comprend des crochets 110, 110’ qui permettent d’accrocher au carter 100 les aubes fixes 14 de la turbine, ainsi que des secteurs d’étanchéité 108 porteurs d’une couche abradable 109 (c’est-à-dire susceptible de coopérer par frottement avec une aube mobile de la turbine).The casing 100 comprises hooks 110, 110' which make it possible to attach the stationary blades 14 of the turbine to the casing 100, as well as sealing sectors 108 carrying an abradable layer 109 (that is to say capable of to cooperate by friction with a moving blade of the turbine).

Chacun de ces crochets 110, 110’ s’étend en saillie à partir de la paroi annulaire 101 du carter, c’est-à-dire en formant un relief par rapport à la surface, lisse, de cette paroi. Chacun de ces crochets 110, 110’ s’étend vers l’intérieur du carter, depuis la surface interne 103 de la paroi annulaire 101 jusqu’à une extrémité libre 111, 111’ du crochet. Chaque crochet 110, 110’ s’étend par ailleurs sur une partie au moins de la circonférence du carter, autour de l’axe x. Chaque crochet 110, 110’ forme ainsi une paroi annulaire ou en secteur d’anneau qui se raccorde à la paroi annulaire 101 du carter sur une partie au moins de la circonférence du carter (voir figure 3). Dans les modes de réalisation représentés sur les figures, la paroi formée par chacun de ces crochets s’étend sur toute la circonférence du carter, c’est-à-dire tout autour de l’axe x. Chaque crochet 110, 110’ comprend une partie qui s’étend en retour, par exemple sensiblement parallèlement à l’axe x de la turbine, et qui délimite une gorge annulaire 112, 112’ avec la paroi annulaire 101 du carter. Chaque crochet 110, 110’ forme ainsi une sorte de rail annulaire (ou tout au moins un rail en arc de cercle) qui permet d’accrocher soit des secteurs d’anneaux porteurs des aubes fixes 14, soit les secteurs d’étanchéité 108 mentionnés plus haut (qui portent la couche abradable 109).Each of these hooks 110, 110' projects from the annular wall 101 of the casing, that is to say forming a relief with respect to the smooth surface of this wall. Each of these hooks 110, 110' extends towards the inside of the casing, from the internal surface 103 of the annular wall 101 to a free end 111, 111' of the hook. Each hook 110, 110' also extends over at least part of the circumference of the casing, around the x axis. Each hook 110, 110' thus forms an annular wall or ring sector which is connected to the annular wall 101 of the casing over at least part of the circumference of the casing (see FIG. 3). In the embodiments shown in the figures, the wall formed by each of these hooks extends over the entire circumference of the casing, that is to say all around the axis x. Each hook 110, 110' comprises a part which extends in return, for example substantially parallel to the axis x of the turbine, and which delimits an annular groove 112, 112' with the annular wall 101 of the casing. Each hook 110, 110' thus forms a sort of annular rail (or at least a circular arc rail) which makes it possible to attach either sectors of rings carrying fixed vanes 14, or the sealing sectors 108 mentioned above (which carry the abradable layer 109).

Les crochets du carter comprennent des crochets d’un premier type, qui portent la référence 110 sur les figures, et des crochets d’un deuxième type, qui portent la référence 110’. Le carter 100 comporte, de l’amont vers l’aval, un crochet du premier type, 110, puis un crochet du deuxième type, 110’, puis à nouveau un crochet du premier type 110, et ainsi de suite.The housing hooks include hooks of a first type, which bear the reference 110 in the figures, and hooks of a second type, which bear the reference 110'. The housing 100 comprises, from upstream to downstream, a hook of the first type, 110, then a hook of the second type, 110', then again a hook of the first type 110, and so on.

Les crochets du premier type, 110, comprennent chacun :
- une première partie 113, qui s’étend rectilignement à partir de la surface interne 102 de la paroi annulaire, en direction de l’axe x de la turbine, jusqu’à un coude 114, et
- une deuxième partie 115, qui s’étend du coude 114, jusqu’à l’extrémité libre 111 du crochet, et qui constitue la partie en retour mentionnée ci-dessus.
Chaque crochet du premier type a donc une section, qui, dans un plan de coupe contenant l’axe x, a une forme de L (la section en question est celle représentée sur les figures 4 à 6).The hooks of the first type, 110, each comprise:
- a first part 113, which extends straight from the internal surface 102 of the annular wall, in the direction of the axis x of the turbine, as far as an elbow 114, and
- A second part 115, which extends from the elbow 114 to the free end 111 of the hook, and which constitutes the return part mentioned above.
Each hook of the first type therefore has a section which, in a section plane containing the x axis, has an L shape (the section in question is that represented in FIGS. 4 to 6).

Quant aux crochets du deuxième type, 110’, ils s’étendent quasiment rectilignement à partir de la surface interne 102 de la paroi annulaire, sensiblement parallèlement à l’axe x de la turbine (c’est-à-dire en formant avec cet axe un angle inférieur à 20 degrés). A leur extrémité libre 111’, Ils comportent une partie légèrement recourbée vers l’axe x (voir figure 3).As for the hooks of the second type, 110', they extend almost straight from the internal surface 102 of the annular wall, substantially parallel to the axis x of the turbine (that is to say forming with this axis at an angle less than 20 degrees). At their free end 111', they have a slightly curved part towards the x axis (see figure 3).

La turbine comprend alternativement, de l’amont vers l’aval selon l’axe x, un stator, puis un rotor, puis un stator et ainsi de suite. On fixe ainsi aux crochets 110, 110’, de l’amont vers l’aval :
- des secteurs d’anneaux porteurs d’aubes fixes 14, qui forment ensemble l’un des stators de la turbine, puis
- plusieurs secteurs d’étanchéité 108, montés circonférentiellement bout-à-bout autour de l’axe x pour former une couronne d’étanchéité, puis
- à nouveau, des secteurs d’anneaux porteurs d’aubes fixes 14 qui forment ensemble le stator suivant de la turbine,
et ainsi de suite.The turbine comprises alternately, from upstream to downstream along the x axis, a stator, then a rotor, then a stator and so on. One thus fixes to the hooks 110, 110', from upstream to downstream:
- sectors of rings carrying fixed blades 14, which together form one of the stators of the turbine, then
- several sealing sectors 108, mounted circumferentially end-to-end around the x axis to form a sealing crown, then
- again, sectors of rings carrying fixed blades 14 which together form the next stator of the turbine,
And so on.

Chaque stator est ainsi fixé entre un crochet du premier type 110 (situé en amont du stator) et un crochet du deuxième type 110’ (situé en aval du stator). Et chaque couronne d’étanchéité est fixée entre un crochet du deuxième type 110’ (situé en amont de la couronne d’étanchéité) et un crochet du premier type 110 (situé en aval).Each stator is thus fixed between a hook of the first type 110 (located upstream of the stator) and a hook of the second type 110' (located downstream of the stator). And each sealing crown is fixed between a hook of the second type 110' (located upstream of the sealing crown) and a hook of the first type 110 (located downstream).

La paroi annulaire 101 et une partie au moins de chacun des crochets 108 sont formées d’un premier matériau, par exemple un alliage à base de Nickel, dont les propriétés mécaniques et les propriétés de résistance à la chaleur et à la corrosion sont adaptées à un carter de turbine de turbomachine.The annular wall 101 and at least part of each of the hooks 108 are formed from a first material, for example a nickel-based alloy, whose mechanical properties and heat and corrosion resistance properties are adapted to a turbomachine turbine housing.

Ici, la paroi annulaire 101 et les crochets 110, 110’ sont formés d’un seul tenant, c’est-à-dire d’une seule pièce, sans discontinuité de matière, dans le premier matériau en question, à l’exception d’inserts, décrits en détail par la suite, destinés à évacuer vers l’extérieur du carter la chaleur reçue par les crochets.Here, the annular wall 101 and the hooks 110, 110' are formed in one piece, that is to say in one piece, without material discontinuity, in the first material in question, with the exception inserts, described in detail later, intended to evacuate the heat received by the hooks to the exterior of the casing.

La turbine basse pression 7 est équipée d’un système de refroidissement tel que présenté en préambule, comprenant un ensemble de tubes de refroidissement 20, percés de trous et disposés à l’extérieur du carter 100 en entourant le carter. Une partie de l’air circulant dans la veine secondaire 9 est collecté par ce système de refroidissement, et est injecté dans les tubes de refroidissement 20. Cet air, plus froid que les gaz circulant dans la turbine basse pression 7, est soufflé sur la surface externe 103 de la paroi annulaire 101 du carter grâce aux trous percés dans les tubes de refroidissement 20, ce qui permet de refroidir le carter et de contrôler sa température.The low pressure turbine 7 is equipped with a cooling system as presented in the preamble, comprising a set of cooling tubes 20, pierced with holes and arranged outside the casing 100 surrounding the casing. Part of the air circulating in the secondary stream 9 is collected by this cooling system, and is injected into the cooling tubes 20. This air, colder than the gases circulating in the low pressure turbine 7, is blown onto the external surface 103 of the annular wall 101 of the casing thanks to the holes drilled in the cooling tubes 20, which makes it possible to cool the casing and to control its temperature.

De manière remarquable, une partie au moins des crochets 110, 110’ du carter sont pourvus, chacun, d’un ou plusieurs inserts 120 ; 220 ; 320 ; 420 formés dans un deuxième matériau ayant une diffusivité thermique D2 supérieure à la diffusivité thermique D1 du premier matériau.Remarkably, at least part of the hooks 110, 110' of the casing are each provided with one or more inserts 120; 220; 320; 420 formed in a second material having a thermal diffusivity D2 greater than the thermal diffusivity D1 of the first material.

Chaque insert 120 ; 220 ; 320 ; 420 est intégré en partie dans le crochet 110, 110’ qu’il équipe, c’est-à-dire qu’une partie de l’insert s’étend dans le crochet, en étant en contact avec le premier matériau. Il s’étend dans ce crochet et se prolonge jusqu’à la surface externe 103 de la paroi annulaire 101 du carter, en traversant la paroi annulaire 101 de part en part pour déboucher à l’extérieur Ext du carter (figures 3 à 7).Each insert 120; 220; 320; 420 is partly integrated into the hook 110, 110' which it equips, that is to say that part of the insert extends into the hook, being in contact with the first material. It extends in this hook and extends as far as the outer surface 103 of the annular wall 101 of the casing, crossing the annular wall 101 right through to emerge outside Ext of the casing (FIGS. 3 to 7) .

Chacun de ces inserts 120 ; 220 ; 320 ; 420 permet donc de réaliser un pont thermique qui permet d’évacuer la chaleur reçue par les crochets 110, 110’, à l’extérieur du carter, beaucoup plus efficacement que si les crochets étaient intégralement constitués du premier matériau.Each of these inserts 120; 220; 320; 420 therefore makes it possible to produce a thermal bridge which makes it possible to evacuate the heat received by the hooks 110, 110', outside the casing, much more efficiently than if the hooks were entirely made of the first material.

La partie de chaque l’insert 120 ; 220 ; 320 ; 420 qui est intégrée, c’est-à-dire incorporée au crochet 110, 110’ correspondant, est appelée dans la suite partie interne 121 ; 221 ; 321 ; 421 de l’insert. Elle fait partie du crochet lui-même. Dans le crochet 110, 110’, le deuxième matériau qui forme l’insert 120 ; 220 ; 320 ; 420 est directement en contact le premier matériau dont est formé le reste du crochet 110, 110’.The part of each insert 120; 220; 320; 420 which is integrated, that is to say incorporated into the corresponding hook 110, 110', is referred to below as the internal part 121; 221; 321; 421 of the insert. It is part of the hook itself. In the hook 110, 110', the second material which forms the insert 120; 220; 320; 420 is directly in contact with the first material from which the rest of the hook 110, 110' is formed.

Le deuxième matériau est par exemple un alliage de cuivre, ou d’aluminium.The second material is for example a copper or aluminum alloy.

Sa diffusivité thermique D2 peut par exemple être supérieure au triple de la diffusivité thermique D1 du premier matériau, voire être supérieure à 15 fois la diffusivité thermique D1 du premier matériau.Its thermal diffusivity D2 can for example be greater than three times the thermal diffusivity D1 of the first material, or even be greater than 15 times the thermal diffusivity D1 of the first material.

Différents modes de réalisation du carter 100, dans lesquels le carter 100 est équipé de différents types d’inserts 120 ; 220 ; 320 ; 420 sont présentés ici. Ces inserts 120 ; 220 ; 320 ; 420, représentés sur les figures 4 à 7, diffèrent les uns des autres principalement de par :
- la longueur sur laquelle s’étend l’insert, à l’intérieur du crochet correspondant (voir les figures 4 et 5 par exemple, pour lesquelles cette longueur diffère) ;
- la forme de la partie de l’insert qui débouche à l’extérieur du carter (pourvue d’ailettes de refroidissement, ou plutôt de picots de refroidissement ; voir les figures 4 et 6 par exemple),
- ou encore de par le type de crochet (premier type, ou deuxième type) dans lequel l’insert est intégré (voir les figures 4 et 7).Different embodiments of the housing 100, in which the housing 100 is equipped with different types of inserts 120; 220; 320; 420 are shown here. These inserts 120; 220; 320; 420, shown in Figures 4 to 7, differ from each other mainly by:
- the length over which the insert extends, inside the corresponding hook (see figures 4 and 5 for example, for which this length differs);
- the shape of the part of the insert which opens outside the casing (provided with cooling fins, or rather with cooling pins; see figures 4 and 6 for example),
- Or by the type of hook (first type, or second type) in which the insert is integrated (see Figures 4 and 7).

Dans les différents modes de réalisation représentés les figures, chaque insert 120 ; 220 ; 320 ; 420 du carter 100 est d’un seul tenant, formant une seule pièce entièrement constituée du deuxième matériau. Cela améliore la robustesse mécanique de l’insert ainsi que sa capacité à évacuer la chaleur.In the different embodiments shown in the figures, each insert 120; 220; 320; 420 of the housing 100 is in one piece, forming a single piece entirely made of the second material. This improves the mechanical robustness of the insert as well as its ability to dissipate heat.

Par ailleurs, pour chacun des inserts représentés sur les figures, la partie interne 121 ; 221 ; 321 ; 421 de l’insert constitue une sorte de couche du deuxième matériau, intégrée dans la paroi annulaire que forme le crochet 110, 110’, et qui s’étend parallèlement à cette paroi. Le crochet 110, 110’ a donc en quelque sorte une structure multicouches comprenant cette couche du deuxième matériau (constituée par la partie interne 121 ; 221 ; 321 ; 421 de l’insert) enserrée entre deux couches du premier matériau.Furthermore, for each of the inserts shown in the figures, the inner part 121; 221; 321; 421 of the insert constitutes a sort of layer of the second material, integrated into the annular wall formed by the hook 110, 110', and which extends parallel to this wall. The hook 110, 110' therefore has a sort of multilayer structure comprising this layer of the second material (constituted by the internal part 121; 221; 321; 421 of the insert) sandwiched between two layers of the first material.

Pour chacun des inserts représentés sur les figures, a partie interne 121 ; 221 ; 321 ; 421 de l’insert s’étend depuis la paroi annulaire 101 du carter, vers l’extrémité libre 111, 111’ du crochet, mais sans toutefois déboucher à l’extrémité du crochet. L’insert 120 ; 220 ; 320 ; 420 est ainsi noyé dans le crochet, et ne vient pas au contact des gaz circulant dans la turbine. On évite ainsi toute discontinuité de matière en surface du crochet, ce qui limite les risques de fuites (fuites de l’intérieur vers l’extérieur du carter) ou de dégradation du crochet.For each of the inserts shown in the figures, an internal part 121; 221; 321; 421 of the insert extends from the annular wall 101 of the casing, towards the free end 111, 111' of the hook, but without however emerging at the end of the hook. Insert 120; 220; 320; 420 is thus embedded in the hook, and does not come into contact with the gases circulating in the turbine. This avoids any material discontinuity on the surface of the hook, which limits the risk of leaks (leaks from the inside to the outside of the housing) or damage to the hook.

Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, les crochets 110 pourvus d’inserts 120 sont les crochets du premier type (crochets formant un coude). In the embodiment of Figures 3 and 4, the hooks 110 provided with inserts 120 are hooks of the first type (hooks forming an elbow).

Comme on peut le voir sur la figure 4, et comme déjà indiqué précédemment, pour chacun de ces crochets 110, une section du crochet selon un plan de coupe contenant l’axe du conduit, a une forme de L. Cette section s’étend le long d’une ligne moyenne Lm, depuis la paroi annulaire 101 du carter jusqu’à l’extrémité libre 111 du crochet. La longueur de cette ligne moyenne Lm, depuis la surface interne 102 de la paroi annulaire 101 du carter jusqu’à l’extrémité libre 111 du crochet, est notée a1. La ligne moyenne Lm s’étend au milieu du crochet, à égale distance entre ses faces latérales. Dans ce même plan de coupe, la partie interne 121 de l’insert s’étend, dans le crochet 110, en suivant la ligne moyenne Lm, sur une longueur b1 supérieure aux deux tiers de la longueur a1 de la ligne moyenne Lm en question. As can be seen in Figure 4, and as already indicated above, for each of these hooks 110, a section of the hook along a cutting plane containing the axis of the duct, has an L shape. This section extends along a mean line Lm, from the annular wall 101 of the casing to the free end 111 of the hook. The length of this average line Lm, from the internal surface 102 of the annular wall 101 of the casing to the free end 111 of the hook, is denoted a1. The mean line Lm extends in the middle of the hook, equidistant between its side faces. In this same cutting plane, the internal part 121 of the insert extends, in the hook 110, following the mean line Lm, over a length b1 greater than two thirds of the length a1 of the mean line Lm in question .

On peut prévoir en particulier que l’insert 120 s’étende, dans le crochet 110, jusqu’à une distance de l’extrémité libre 111 du crochet qui est inférieure à l’épaisseur de la paroi annulaire que forme le crochet. On peut prévoir que l’insert s’étende circonférentiellement en secteur d’anneau (jusqu’à une distance de l’extrémité libre du crochet qui est inférieure à l’épaisseur en question).In particular, the insert 120 can be provided to extend, in the hook 110, to a distance from the free end 111 of the hook which is less than the thickness of the annular wall formed by the hook. Provision can be made for the insert to extend circumferentially in a ring sector (up to a distance from the free end of the hook which is less than the thickness in question).

Chacun des inserts 120 s’étend alors à la fois dans la première partie 113 et dans la deuxième partie 115 du crochet, presque jusqu’à l’extrémité libre 111 du crochet 110. Cela permet d’améliorer le refroidissement du crochet, y compris à son extrémité qui est soumise aux contraintes thermiques les plus importantes, l’insert permettant de réduire la température du crochet et de la rendre plus homogène. Notamment, l’homogénéité de température dans le crochet sur toute sa longueur est réalisée grâce à l’insert.Each of the inserts 120 then extends both in the first part 113 and in the second part 115 of the hook, almost as far as the free end 111 of the hook 110. This makes it possible to improve the cooling of the hook, including at its end which is subjected to the greatest thermal stresses, the insert making it possible to reduce the temperature of the hook and to make it more homogeneous. In particular, temperature homogeneity in the hook over its entire length is achieved thanks to the insert.

Dans ce mode de réalisation, la partie externe 122 de chaque insert 120 est pourvue d’ailettes de refroidissement 123, qui peuvent avoir des formes et des orientations variées. Ces ailettes permettent d’améliorer encore l’efficacité avec laquelle le crochet est refroidi.In this embodiment, the outer part 122 of each insert 120 is provided with cooling fins 123, which can have various shapes and orientations. These fins further improve the efficiency with which the hook is cooled.

Le carter de la figure 3 peut être fabriqué par exemple par usinage additif (auquel cas l’insert peut être réalisé d’un seul tenant avec le carter) ou par forgeage multicouche, suivi éventuellement d’opérations d’usinage par enlèvement de matière.The housing of FIG. 3 can be manufactured, for example, by additive machining (in which case the insert can be made in one piece with the housing) or by multilayer forging, possibly followed by machining operations by removing material.

Dans le mode de réalisation de la figure 5, les crochets 110 pourvus d’inserts 220 sont, là encore, les crochets du premier type (crochets formant un coude). Mais, dans ce mode de réalisation, les inserts 220 s’étendent, dans les crochets, sur une longueur plus petite que dans le mode de réalisation des figures 3 et 4. En effet, la partie interne 221 de chacun de ces inserts 220 s’étend seulement dans la première partie 113 du crochet, sans aller au-delà du coude 114. In the embodiment of Figure 5, the hooks 110 provided with inserts 220 are, again, the hooks of the first type (hooks forming an elbow). But, in this embodiment, the inserts 220 extend, in the hooks, over a shorter length than in the embodiment of FIGS. 3 and 4. Indeed, the internal part 221 of each of these inserts 220 s extends only in the first part 113 of the hook, without going beyond the elbow 114.

Dans ce mode de réalisation, la partie interne 221 de chaque insert a donc une section, selon un plan contenant l’axe du carter, qui est rectiligne. Cela facilite la fabrication du carter. En effet, dans ce cas, le carter peut être fabriqué :
- en réalisant d’abord la partie formée du premier matériau (paroi annulaire, brides, crochets), par forgeage puis usinage par enlèvement de matière, par exemple,
- puis en pratiquant une saignée annulaire au droit de chaque crochet du premier type 110, depuis la surface externe 103 de la paroi annulaire 101 du carter jusqu’au coude 114 du crochet (sans faire déboucher cette saignée à l’intérieur du carter),
- et ensuite en insérant en force l’insert 220 dans la saignée en question.
Lorsque le carter est fabriqué de cette manière, chaque insert 220 s’étend sur une partie seulement de la circonférence du carter, occupant ainsi un secteur angulaire limité (de 180 degrés au plus), ce qui permet d’insérer l’insert 220 dans la saignée en question. Pour garnir toute la circonférence du carter, plusieurs inserts 220 sont disposés les uns à la suite des autres le long de la saignée annulaire, par exemple en venant en contact les uns avec les autres.In this embodiment, the internal part 221 of each insert therefore has a section, along a plane containing the axis of the casing, which is rectilinear. This facilitates the manufacture of the casing. Indeed, in this case, the casing can be manufactured:
- by first making the part formed from the first material (annular wall, flanges, hooks), by forging then machining by removing material, for example,
- then by making an annular groove in line with each hook of the first type 110, from the outer surface 103 of the annular wall 101 of the casing to the elbow 114 of the hook (without leading this groove inside the casing),
- And then by forcefully inserting the insert 220 into the groove in question.
When the casing is manufactured in this way, each insert 220 extends over only part of the circumference of the casing, thus occupying a limited angular sector (of 180 degrees at most), which makes it possible to insert the insert 220 in the bleeding in question. To line the entire circumference of the casing, several inserts 220 are arranged one after the other along the annular groove, for example by coming into contact with each other.

Dans le mode de réalisation de la figure 5, la partie externe 222 de l’insert 220 est pourvue d’ailettes de refroidissement 123, comme dans le mode de réalisation des figures 3 et 4.In the embodiment of Figure 5, the outer part 222 of the insert 220 is provided with cooling fins 123, as in the embodiment of Figures 3 and 4.

Le mode de réalisation de la figure 6 est identique au mode de réalisation des figures 3 et 4, si ce n’est que la partie externe 322 de chaque insert 320 est pourvue de picots de refroidissement 323, au lieu d’être pourvue d’ailettes de refroidissement. The embodiment of Figure 6 is identical to the embodiment of Figures 3 and 4, except that the outer part 322 of each insert 320 is provided with cooling pins 323, instead of being provided with cooling fins.

Dans le mode de réalisation de la figure 7, les crochets 110’ pourvus d’inserts 420 sont les crochets du deuxième type (crochets ayant une section longitudinale sensiblement rectiligne). Dans ce mode de réalisation, comme pour celui de la figure 3, chaque insert 420 s’étend presque jusqu’à l’extrémité libre 111’ du crochet, permettant ainsi un refroidissement efficace et homogène jusqu’à l’extrémité du crochet. In the embodiment of FIG. 7, the hooks 110' provided with inserts 420 are hooks of the second type (hooks having a substantially rectilinear longitudinal section). In this embodiment, as for that of FIG. 3, each insert 420 extends almost as far as the free end 111' of the hook, thus allowing effective and homogeneous cooling as far as the end of the hook.

Plus précisément, pour chacun de ces crochets 110’, la section longitudinale du crochet, c’est-à-dire sa section selon un plan de coupe contenant l’axe du carter, s’étend le long d’une ligne moyenne Lm’, depuis la paroi annulaire 101 du carter jusqu’à l’extrémité libre 111’ du crochet. La longueur de cette ligne moyenne Lm’, depuis la surface interne 102 de la paroi annulaire 101 du carter jusqu’à l’extrémité libre 111’ du crochet, est notée a4. Dans ce même plan de coupe, la partie interne 421 de l’insert s’étend, dans le crochet 110’, en suivant la ligne moyenne Lm’, sur une longueur b4 supérieure aux deux tiers de la longueur a4 de la ligne moyenne.More specifically, for each of these hooks 110', the longitudinal section of the hook, that is to say its section along a cutting plane containing the axis of the casing, extends along an average line Lm' , from the annular wall 101 of the casing to the free end 111' of the hook. The length of this mean line Lm', from the internal surface 102 of the annular wall 101 of the casing to the free end 111' of the hook, is denoted a4. In this same cutting plane, the internal part 421 of the insert extends, in the hook 110', following the mean line Lm', over a length b4 greater than two thirds of the length a4 of the mean line.

Là encore, on peut prévoir que l’insert 320 s’étende, dans le crochet 110’, jusqu’à une distance de l’extrémité libre 111’ du crochet qui est inférieure à l’épaisseur de la paroi annulaire que forme le crochet. On peut prévoir que l’insert s’étende circonférentiellement en secteur d’anneau (jusqu’à une distance de l’extrémité libre du crochet qui est inférieure à l’épaisseur en question).Here again, provision can be made for the insert 320 to extend, in the hook 110', up to a distance from the free end 111' of the hook which is less than the thickness of the annular wall formed by the hook . Provision can be made for the insert to extend circumferentially in a ring sector (up to a distance from the free end of the hook which is less than the thickness in question).

Comme les crochets du deuxième type 110’ ont une section longitudinale sensiblement rectiligne, les inserts 420 peuvent s’étendre presque jusqu’à l’extrémité libre 111’ du crochet tout en ayant eux même une section longitudinale rectiligne, ce qui, comme déjà indiqué, facilite la fabrication du carter. Le carter selon ce mode de réalisation peut par exemple être fabriqué selon le même procédé que celui de la figure 5.As the hooks of the second type 110' have a substantially rectilinear longitudinal section, the inserts 420 can extend almost to the free end 111' of the hook while themselves having a rectilinear longitudinal section, which, as already indicated , facilitates the manufacture of the casing. The casing according to this embodiment can for example be manufactured according to the same process as that of FIG. 5.

La partie externe 422 de l’insert 420 est pourvue d’ailettes de refroidissement 423, comme dans le mode de réalisation des figures 3 et 4.The outer part 422 of the insert 420 is provided with cooling fins 423, as in the embodiment of Figures 3 and 4.

Dans les différents modes de réalisation considérés ici, chaque insert 120 ; 220 ; 320 ; 420 s’étend, autour de l’axe x, sur une partie au moins de la circonférence du carter 100. Chacun des inserts 120 ; 320 peut par exemple s’étendre sur toute la circonférence du carter 100In the different embodiments considered here, each insert 120; 220; 320; 420 extends, around the x axis, over at least part of the circumference of the housing 100. Each of the inserts 120; 320 can for example extend over the entire circumference of the housing 100

Chaque insert 220 ; 420 peut aussi s’étendre sur une partie seulement de la circonférence du carter 100, en occupant un secteur angulaire limité, autour de l’axe x. Comme déjà indiqué, dans ce cas, un même crochet 110’ peut être pourvu de plusieurs inserts 220 ; 420 disposés circonférentiellement bout-à-bout autour de l’axe x, deux inserts successifs venant en contact l’un avec l’autre de sorte que les inserts occupent toute la circonférence du carter, au droit du crochet en question. En variante, le crochet considéré pourrait être pourvu d’un seul insert occupant une partie seulement de la circonférence du carter, ou de plusieurs inserts répartis le long de cette circonférence mais disjoints les uns des autres. Dans ces deux derniers cas, chaque insert occupe de préférence un secteur angulaire qui couvre une ou plusieurs zones de jonction entre secteurs d’étanchéité 108. Ces secteurs d’étanchéité 108 isolent en partie la paroi annulaire 101 du carter et les crochets 110, 110’ vis-à-vis des gaz chauds qui circulent dans la turbine (en plus de porter la couche abradable 109), évitant ainsi un échauffement excessif de ces éléments. On constate toutefois un échauffement local, parfois important, à la jonction entre deux secteurs d’étanchéité 108 d’une même couronne d’étanchéité. Il est donc intéressant de disposer l’insert en vis-à-vis d’une ou plusieurs zones de jonction entre secteurs d’étanchéité 108, pour limiter l’échauffement en question.Each insert 220; 420 can also extend over only part of the circumference of the housing 100, occupying a limited angular sector, around the x axis. As already indicated, in this case, the same 110' hook can be provided with several 220 inserts; 420 arranged circumferentially end-to-end around the x axis, two successive inserts coming into contact with each other so that the inserts occupy the entire circumference of the housing, in line with the hook in question. As a variant, the hook in question could be provided with a single insert occupying only part of the circumference of the casing, or with several inserts distributed along this circumference but separate from each other. In these last two cases, each insert preferably occupies an angular sector which covers one or more junction zones between sealing sectors 108. These sealing sectors 108 partly isolate the annular wall 101 of the casing and the hooks 110, 110 'vis-à-vis the hot gases flowing in the turbine (in addition to carrying the abradable layer 109), thus avoiding excessive heating of these elements. However, there is local heating, sometimes significant, at the junction between two sealing sectors 108 of the same sealing crown. It is therefore advantageous to arrange the insert opposite one or more junction zones between sealing sectors 108, to limit the heating in question.

Dans les différents modes de réalisation considérés ici, la partie interne 121 ; 221 ; 321 ; 421 de chaque insert forme une couche ayant une épaisseur supérieure à un dixième de l’épaisseur du crochet, par exemple comprise entre un dixième et un tiers de l’épaisseur du crochet. L’épaisseur de la partie interne 121 ; 221 ; 321 ; 421 de l’insert, de même que l’épaisseur du crochet, désigne l’extension de l’élément en question, dans un plan de coupe passant par l’axe du carter, selon une direction perpendiculaire à la ligne moyenne Lm, Lm’ que suit le crochet dans ce plan de coupe.In the various embodiments considered here, the internal part 121; 221; 321; 421 of each insert forms a layer having a thickness greater than one tenth of the thickness of the hook, for example between one tenth and one third of the thickness of the hook. The thickness of the inner part 121; 221; 321; 421 of the insert, as well as the thickness of the hook, designates the extension of the element in question, in a section plane passing through the axis of the housing, in a direction perpendicular to the mean line Lm, Lm ' that the hook follows in this cutting plane.

Différentes variantes peuvent être apportées au carter 100 de turbine décrit ci-dessus. Par exemple, on pourrait prévoir d’équiper à la fois les crochets du premier type, et les crochets du deuxième type d’inserts tels que décrits plus haut. Par ailleurs, les parties externes des inserts pourraient présenter chacune une face plane dépourvue d’ailettes ou de picots de refroidissement (cette face plane d’étendant sensiblement parallèlement à la surface externe de la paroi annulaire du carte). De plus, d’autres éléments du carter faisant saillie vers l’intérieur du carter, différents des crochets de fixation, pourraient eux aussi être équipés d’inserts tels que décrits ci-dessus.Different variants can be made to the turbine casing 100 described above. For example, provision could be made to equip both the hooks of the first type and the hooks of the second type with inserts as described above. Furthermore, the external parts of the inserts could each have a flat face devoid of fins or cooling pins (this flat face extending substantially parallel to the external surface of the annular wall of the card). In addition, other elements of the casing projecting towards the inside of the casing, different from the fixing hooks, could also be equipped with inserts as described above.

En variante ou en complément, la bride amont et/ou aval du carter, qui constituent elles aussi des éléments d’accroche du carter, pourraient être équipées d’un ou plusieurs inserts d’évacuation de chaleur. Dans ce cas, l’insert pourrait par exemple former une sorte de rondelle plate intégrée dans la bride et se prolongeant, du côté de l’axe du carter, dans la paroi annulaire du carter pour finalement déboucher à l’extérieur au niveau de la surface externe du carter. L’insert pourrait aussi former une rondelle plate, ou un secteur angulaire de rondelle plate, serré entre, d’une part, la bride amont 106 ou aval 107 du carter et, d’autre part, une bride de fixation d’un autre élément de la turbomachine à laquelle est fixée la bride du carter 106, 107. Dans ce dernier cas, l’insert est inséré entre la bride du carter 106, 107 et la bride de fixation de l’autre élément de la turbomachine lors du montage du carter sur la turbomachine, avant de serrer ensemble les deux brides en question. L’insert se prolonge alors, depuis sa partie en forme de rondelle ou de secteur angulaire de rondelle, jusqu’à la surface externe du carter, par exemple en traversant une ouverture pratiquée dans la bride amont, ou aval du carter.As a variant or in addition, the upstream and/or downstream flange of the casing, which also constitute attachment elements for the casing, could be equipped with one or more heat removal inserts. In this case, the insert could for example form a kind of flat washer integrated in the flange and extending, on the side of the axis of the housing, in the annular wall of the housing to finally emerge on the outside at the level of the outer surface of the housing. The insert could also form a flat washer, or an angular sector of a flat washer, clamped between, on the one hand, the upstream flange 106 or downstream 107 of the casing and, on the other hand, a fixing flange of another element of the turbomachine to which the flange of the casing 106, 107 is fixed. In the latter case, the insert is inserted between the flange of the casing 106, 107 and the fastening flange of the other element of the turbomachine during assembly of the casing on the turbomachine, before tightening the two flanges in question together. The insert then extends, from its part in the form of a washer or an angular sector of a washer, to the external surface of the casing, for example by crossing an opening made in the upstream or downstream flange of the casing.

Quant à la turbine, elle pourrait comprendre un système de refroidissement utilisant un fluide de refroidissement autre que de l’air, contenu par exemple dans des caloducs venant au contact des parties externes des inserts, au lieu d’être équipée de tubes de soufflage d’air.As for the turbine, it could include a cooling system using a cooling fluid other than air, contained for example in heat pipes coming into contact with the external parts of the inserts, instead of being equipped with blower tubes. 'air.

Claims (12)

Carter (100) pour une turbine (7) de turbomachine (1), le carter s’étendant autour d’un axe (x) et comprenant :
  • une paroi annulaire (101) centrée sur l’axe (x) et ayant une surface radialement externe (103) située du côté externe (Ext) du carter (100), et une surface radialement interne (102) située du côté interne (Int) du carter (100) , et
  • au moins un élément d’accroche (110 ; 110’ ; 106 ; 107), qui s’étend en saillie à partir de la surface radialement interne (102) et qui est formé, au moins en partie, d’un premier matériau,
caractérisé en ce que l’élément d’accroche est pourvu d’au moins un insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) qui s’étend de l’élément d’accroche jusqu’à la surface radialement externe (103) de la paroi annulaire (101) du carter pour déboucher du côté externe (Ext) du carter (100), l’insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) étant formé dans un deuxième matériau ayant une diffusivité thermique supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau.Casing (100) for a turbine (7) of a turbomachine (1), the casing extending around an axis (x) and comprising:
  • an annular wall (101) centered on the axis (x) and having a radially outer surface (103) located on the outer side (Ext) of the housing (100), and a radially inner surface (102) located on the inner side (Int ) of the housing (100), and
  • at least one gripping element (110; 110';106; 107), which projects from the radially inner surface (102) and which is formed, at least in part, of a first material,
characterized in that the hooking element is provided with at least one insert (120; 220; 320; 420) which extends from the hooking element to the radially outer surface (103) of the annular wall (101) of the casing to emerge from the external side (Ext) of the casing (100), the insert (120; 220; 320; 420) being formed in a second material having a thermal diffusivity greater than the thermal diffusivity of the first material. Carter (100) selon la revendication 1, dans lequel ledit élément d’accroche (110 ; 110’) s’étend vers l’intérieur (Int) du carter, depuis la surface radialement interne (102) de la paroi annulaire (101) du carter jusqu’à une extrémité libre (111 ; 111’) de l’élément d’accroche.Casing (100) according to claim 1, wherein said gripping element (110; 110') extends towards the interior (Int) of the casing, from the radially internal surface (102) of the annular wall (101) from the casing to a free end (111; 111') of the attachment element. Carter (100) selon la revendication 2, dans lequel ledit élément d’accroche est un crochet de fixation (110 ; 110’) d’un aubage fixe de la turbine.Casing (100) according to Claim 2, in which the said attachment element is a fixing hook (110; 110') of a fixed vane of the turbine. Carter (100) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel une section dudit insert (220 ; 420) dans un plan de coupe contenant l’axe (x) est rectiligne.Housing (100) according to one of Claims 2 or 3, in which a section of the said insert (220; 420) in a section plane containing the axis (x) is rectilinear. Carter (100) selon l’une des revendications 2 à 4 dans lequel, dans un plan de coupe contenant l’axe (x):
  • ledit élément d’accroche (110 ; 110’) s’étend le long d’une ligne moyenne (Lm ; Lm’), depuis la paroi annulaire (101) du carter jusqu’à l’extrémité libre (111 ; 111’) de l’élément d’accroche,
  • ledit insert (120 ; 420) s’étend dans l’élément d’accroche (110 ; 110’) en suivant la ligne moyenne (Lm ; Lm’) de l’élément d’accroche, sur une longueur (b1 ; b4) supérieure aux deux tiers de la longueur (a1 ; a4) de cette ligne moyenne.
Housing (100) according to one of Claims 2 to 4, in which, in a cutting plane containing the axis (x):
  • said attachment element (110; 110') extends along a mean line (Lm; Lm'), from the annular wall (101) of the casing to the free end (111; 111') of the attachment element,
  • said insert (120; 420) extends in the attachment element (110; 110') along the mean line (Lm; Lm') of the attachment element, over a length (b1; b4) greater than two-thirds of the length (a1; a4) of this mean line.
Carter (100) selon la revendication 1, dans lequel la paroi annulaire (101) présente une extrémité amont (104) et une extrémité aval (105) et dans lequel l’élément d’accroche du carter est une bride de fixation (106 ; 107) qui s’étend à partir de l’extrémité amont, ou à partir de l’extrémité aval, transversalement par rapport à l’axe (x).Housing (100) according to claim 1, in which the annular wall (101) has an upstream end (104) and a downstream end (105) and in which the housing attachment element is a fixing flange (106; 107) which extends from the upstream end, or from the downstream end, transversely to the axis (x). Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) est réalisé d’un seul tenant avec le carter.A housing (100) according to any preceding claim, wherein said insert (120; 220; 320; 420) is integral with the housing. Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) comprend une partie (121 ; 221 ; 321 ; 421) noyée dans l’élément d’accroche (110 ; 110’) du carter.Housing (100) according to any one of the preceding claims, in which the insert (120; 220; 320; 420) comprises a part (121; 221; 321; 421) embedded in the gripping element (110; 110') from the housing. Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) comprend une partie externe (122 ; 222 ; 322 ; 422) qui débouche à l’extérieur (Ext) du carter, et qui est pourvue d’ailettes de refroidissement (123 ; 423) ou de picots de refroidissement (323).Housing (100) according to any one of the preceding claims, in which the insert (120; 220; 320; 420) comprises an external part (122; 222; 322; 422) which opens outside (Ext) of the housing, and which is provided with cooling fins (123; 423) or cooling pins (323). Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la diffusivité thermique du deuxième matériau est au moins 3 fois supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau, de préférence supérieure à 10 fois la diffusivité thermique du premier matériau.Housing (100) according to any one of the preceding claims, in which the thermal diffusivity of the second material is at least 3 times greater than the thermal diffusivity of the first material, preferably greater than 10 times the thermal diffusivity of the first material. Ensemble pour turbine comprenant :
  • un carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit élément d’accroche est un crochet (110) de fixation d’un aubage fixe de la turbine, le carter comprenant au moins un autre crochet (110’) de fixation de l’aubage fixe,
  • plusieurs secteurs d’étanchéité (108) montés entre les deux crochets de fixation (110, 110’), les secteurs d’étanchéité (108) étant montés circonférentiellement bout-à-bout pour former une couronne d’étanchéité, et dans lequel
  • ledit insert (120 ; 220 ; 320 ; 420), noyé en partie dans l’un des crochets de fixation (110, 110’), s’étend sur une partie au moins de la circonférence du carter, en vis-à-vis d’une zone de jonction entre deux desdits secteurs d’étanchéité (108).
Turbine kit including:
  • a casing (100) according to any one of the preceding claims, in which the said attachment element is a hook (110) for fixing a stationary vane of the turbine, the casing comprising at least one other hook (110') fixing the fixed blading,
  • several sealing sectors (108) mounted between the two fixing hooks (110, 110'), the sealing sectors (108) being mounted end-to-end circumferentially to form a sealing ring, and in which
  • said insert (120; 220; 320; 420), partially embedded in one of the fixing hooks (110, 110'), extends over at least part of the circumference of the casing, facing a junction zone between two of said sealing sectors (108).
Turbomachine (1) comprenant une turbine pourvue d’un carter (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, ou pourvue d’un ensemble pour turbine selon la revendication 11.A turbomachine (1) comprising a turbine provided with a housing (100) according to any one of claims 1 to 10, or provided with a turbine assembly according to claim 11.
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