FR3125084A1 - Capot anti-obstruction pour un systeme anti-incendie d’une turbomachine et systeme anti-incendie correspondant - Google Patents

Capot anti-obstruction pour un systeme anti-incendie d’une turbomachine et systeme anti-incendie correspondant Download PDF

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Abstract

L’invention concerne un capot (40) anti-obstruction annulaire d’axe C pour un système anti-incendie (30) d’une turbomachine (1) en particulier d'aéronef, la turbomachine comprenant un couvercle annulaire, agencé dans une cavité annulaire, comprenant une première bride radiale fixée sur une deuxième bride radiale via des premiers organes de fixation. Selon l’invention, le capot (40) est destiné être fixé sur une portée annulaire (36) du couvercle et à couvrir les premiers organes de fixation (27), le capot comprenant une paroi de fond (41) annulaire comportant un alésage centrale et une jupe annulaire (42) s’étendant depuis la paroi de fond suivant l’axe C, et en ce que la jupe annulaire comprend des organes de positionnement (61) destiné à s’engager dans des éléments de réception (62) du couvercle, les organes de positionnement et l’élément de réception formant des moyens de fixation complémentaires (60) configurés pour maintenir axialement le capot (40) sur le couvercle (31). Figure d’abrégé : Figure 10

Description

CAPOT ANTI-OBSTRUCTION POUR UN SYSTEME ANTI-INCENDIE D’UNE TURBOMACHINE ET SYSTEME ANTI-INCENDIE CORRESPONDANT
Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine général des turbomachines. Elle vise en particulier un capot anti-obstruction pour un système anti-incendie installé dans une cavité alimentée en air de refroidissement et proche d’une zone chaude d’une turbomachine. L’invention concerne également un système anti-incendie équipé d’un tel capot et turbomachine comprenant un tel système anti-incendie et un procédé de montage du système anti-incendie.
Arrière-plan technique
Une turbomachine pour un aéronef comprend généralement, d’amont en aval et suivant le sens d’écoulement des gaz dans la turbomachine, une section de compresseur, une chambre de combustion, une section de turbine. La section de compresseur comprend par exemple un compresseur basse pression et un compresseur haute pression et la section de turbine comprend par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression. La turbomachine peut comprendre une turbine libre qui est entrainée par les gaz en sortie de la turbine haute pression ou de la turbine basse pression située en amont de celle-ci. Les pièces tournantes de ces compresseurs et/ou turbines telles que des arbres et des roues sont entrainées et/ou guidées en rotation à l’aide de paliers à roulements qui sont logés dans des enceintes de refroidissement et de lubrification. Les enceintes de refroidissement et de lubrification sont agencées à proximité de zones dites chaudes qui sont exposées de manière générale à des températures élevées car ces pièces sont traversées par les gaz de la turbomachine.
A cet effet, les turbomachines sont équipées d’un système de lubrification permettant de lubrifier et/ou de refroidir le ou les palier(s) à roulements nécessaires au guidage des arbres et qui sont montés dans les enceintes de refroidissement et de lubrification. Les turbomachines sont également équipées d’un dispositif de refroidissement permettant le refroidissement des pièces situées dans des zones chaudes de la turbomachine et la pressurisation des enceintes. De manière générale, le système de lubrification et le dispositif de refroidissement sont agencés dans des espaces restreints favorisant la proximité du circuit de lubrification du système de lubrification avec des pièces de rotors situées dans la zone chaude de la turbomachine. En cas de fuite, le lubrifiant peut rencontrer dans ces zones, des conditions de température, de pression, de vitesse d’écoulement de l’air de refroidissement et de niveau de turbulence de l’air de refroidissement qui sont favorables à une auto-inflammation. Ce risque d’auto-inflammation pourrait engendrer des dégradations des pièces de rotors, voire la rupture et/ou libération des pièces tournant à haute vitesse.
L’invention a pour but d’éviter les inconvénients précités.
L’objectif de l’invention est de fournir une solution optimale permettant de garantir la circulation d’un air de refroidissement dans une zone chaude de la turbomachine et de limiter, voire d’empêcher une inflammation d’un fluide combustible dans ladite zone chaude tout en étant simple et économique.
On parvient à cet objectif conformément à l’invention grâce à un capot anti-obstruction annulaire d’axe C pour un système anti-incendie d’une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'aéronef, la turbomachine comprenant un couvercle annulaire destiné à être agencé dans une cavité annulaire de la turbomachine dans laquelle circule un air de refroidissement, le couvercle comprenant une première bride radiale fixée sur une deuxième bride radiale au moyen de premiers organes de fixation répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X, le capot étant destiné être fixé sur une portée annulaire du couvercle et à couvrir les premiers organes de fixation, le capot comprenant une paroi de fond annulaire comportant un alésage centrale destiné à être traversé par une paroi annulaire du couvercle et une jupe annulaire s’étendant depuis la paroi de fond suivant l’axe C, et en ce que la jupe annulaire comprend des organes de positionnement destiné à s’engager dans des éléments de réception du couvercle, les organes de positionnement et l’élément de réception formant des moyens de fixation complémentaires qui sont configurés de manière à maintenir axialement le capot sur le couvercle.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, le capot ainsi maintenu fermement sur le couvercle évite en cas de desserrage des premiers organes de fixation, que le capot n’obstrue la cavité et la veine d’écoulement d’air de refroidissement vers l’alésage interne du disque. Un tel capot permet également de guider l’air de refroidissement vers l’alésage et d’éviter la recirculation d’air dans la cavité autour des premiers organes de fixation qui pourrait générer des conditions favorables pour un départ de feu.
Le capot comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- les moyens de fixation complémentaires comprennent des rainures circonférentielles qui sont agencées sur le couvercle et une pluralité d’ergots qui sont agencés sur le capot et qui s’étendent radialement vers l’axe C depuis une surface interne de la jupe annulaire, les ergots étant régulièrement répartis autour de l’axe C et étant destinés à s’engager par glissement dans les rainures circonférentielles.
- la première bride radiale comprend une pluralité de premiers trous et la deuxième bride radiale comprend une pluralité de seconds trous destinés à coopérer entre eux et à recevoir les premiers organes de fixation.
- la paroi de fond comprend une pluralité de troisièmes trous traversants destinés à coopérer avec des quatrièmes trous formés dans la portée annulaire du couvercle, les troisièmes et quatrièmes trous étant destinés à recevoir des deuxièmes organes de fixation.
- les deuxièmes organes de fixation comprennent chacun une tête et la paroi de fond comprend des logements qui débouchent chacun dans un troisième trou, chaque logement étant destiné à loger et à contenir la tête des deuxièmes organes de fixation.
- le nombre des organes de fixation est compris entre 4 et 8.
- l’alésage central est délimité par une surface annulaire interne destinée à être en contact avec une surface de portée annulaire du couvercle et en ce que le capot comprend une bordure annulaire qui est définie dans un plan P1 en amont d’un plan P2 dans lequel est définie une surface d’appui de la tête dans le couvercle.
- le capot est fixé sur la portée annulaire du couvercle au moyen de deuxièmes organes de fixation.
L’invention concerne également un système anti-incendie pour une turbomachine comprenant au moins une turbine reliée à un arbre d’axe longitudinale X et un support de palier annulaire qui est destiné à porter au moins en partie un palier de guidage en rotation de l’arbre et qui comprend une première bride radiale, le système comprenant un capot anti-obstruction tel que susmentionné, et un couvercle qui est destiné à être monté sur le support de palier et qui est muni de la deuxième bride radiale fixée sur la première bride radiale par les premiers organes de fixation répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X.
Le système anti-incendie comprend l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le couvercle comprend une pluralité de saillies s’étendant radialement depuis une paroi radialement externe du couvercle et comprenant les rainures circonférentielles, chaque rainure circonférentielle s’étendant suivant une direction circonférentielle autour de l’axe C et étant destinée à recevoir un ergot.
- les saillies comprennent des premières saillies comprenant chacune une rainure circonférentielle et des deuxièmes saillies comprenant chacune un quatrième trou, les premières saillies et les deuxièmes saillies étant alternées autour de l’axe du couvercle.
- le diffuseur scinde la cavité annulaire en une première cavité et en une deuxième cavité.
L’invention concerne également une turbomachine comprenant une turbomachine en particulier d’un aéronef, ayant un axe longitudinal X et comprenant une turbine reliée à un arbre fournissant une puissance mécanique, une cavité annulaire agencée en amont d’un premier étage de la turbine, un dispositif de refroidissement destiné à alimenter en gaz de refroidissement la cavité et un système anti-incendie tel que susmentionné, le système anti-incendie étant agencé dans la cavité.
La turbomachine comprend l’une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- la turbine est disposée en aval d’une section de turbine.
- l’arbre est un arbre de puissance fournissant une puissance mécanique sur un arbre de sortie.
- la turbine est une turbine liée ou une turbine libre.
L’invention concerne en outre un aéronef comprenant au moins une turbomachine telle que susmentionnée.
L’invention concerne également un procédé de montage d’un système anti-incendie tel que susmentionné, le procédé comprenant les étapes suivantes de :
- mise en place du capot sur le couvercle de manière que la paroi de fond soit en contact avec la portée annulaire du couvercle,
- réalisation d’une rotation du capot autour de l’axe longitudinal de manière à engager les ergots dans les rainures circonférentielles,
- fixation du capot sur le couvercle via les deuxièmes organes de fixation.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
La représente une vue en coupe axiale et partielle d’un exemple de turbomachine comprenant une turbine libre selon l’invention ;
La est une vue en perspective et en éclatée d’un système anti-incendie destiné à être monté dans une turbomachine selon l’invention ;
La représente suivant une vue en perspective un exemple d’un couvercle pour un organe de turbomachine selon l’invention;
La est une vue en perspective d’un exemple de capot destiné à être monté sur un couvercle tel que celui illustré sur la selon l’invention ;
La est une vue en coupe axiale d’un système anti-incendie agencé dans une cavité pressurisée d’une turbomachine selon l’invention ;
La est une vue en coupe axiale et en perspective d’un système anti-incendie agencé dans une cavité pressurisée d’une turbomachine, le système comprenant un capot fixé sur un couvercle selon l’invention ;
La représente en perspective une étape de mise en place d’un capot sur un couvercle d’un organe de turbomachine selon l’invention ;
La représente une vue en coupe transversale et en perspective un capot monté sur un couvercle avec des organes de positionnement en regard d’évidements du couvercle selon l’invention ;
La est une vue en perspective, partielle et en aval d’un capot monté sur un couvercle selon l’invention ;
La illustre suivant une coupe axiale des moyens de fixation complémentaires selon l’invention ;

Claims (12)

  1. Capot (40) anti-obstruction annulaire d’axe C pour un système anti-incendie (30) d’une turbomachine (1), telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'aéronef, la turbomachine comprenant un couvercle (31) annulaire destiné à être agencé dans une cavité annulaire (16) de la turbomachine dans laquelle circule un air de refroidissement, le couvercle (31) comprenant une deuxième bride radiale (33) fixée sur une première bride radiale (22b) au moyen de premiers organes de fixation (27) répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X, caractérisé en ce que le capot (40) est destiné être fixé sur une portée annulaire (36) du couvercle et à couvrir les premiers organes de fixation (27), le capot (40) comprenant une paroi de fond (41) annulaire comportant un alésage centrale (43) destiné à être traversé par une paroi annulaire (32) du couvercle (31) et une jupe annulaire (42) s’étendant depuis la paroi de fond (41) suivant l’axe C, et en ce que la jupe annulaire (42) comprend des organes de positionnement (61) destiné à s’engager dans des éléments de réception (62) du couvercle (31), les organes de positionnement (61) et l’élément de réception (62) formant des moyens de fixation complémentaires (60) qui sont configurés de manière à maintenir axialement le capot (40) sur le couvercle (31).
  2. Capot (40) anti-obstruction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les moyens de fixation complémentaires (60) comprennent des rainures circonférentielles (62) qui sont agencées sur le couvercle (31) et une pluralité d’ergots (61) qui sont agencés sur le capot (40 et qui s’étendent radialement vers l’axe (C) depuis une surface interne de la jupe annulaire (46), les ergots étant régulièrement répartis autour de l’axe d’axe (C) et étant destinés à s’engager par glissement dans les rainures circonférentielle (62).
  3. Capot (40) anti-obstruction selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi de fond (41) comprend une pluralité de troisièmes trous (49) traversants destinés à coopérer avec des quatrièmes trous (50) formés dans la portée annulaire (36) du couvercle (31), les troisièmes et quatrièmes trous (49, 50) étant destinés à recevoir des deuxièmes organes de fixation (48).
  4. Capot (40) anti-obstruction selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les deuxièmes organes de fixation (48) comprennent chacun une tête (48a) et en ce que la paroi de fond (41) comprend des logements (63) qui débouchent chacun dans un troisième trou (49), chaque logement (63) étant destiné à loger et à contenir la tête (48a) des organes de fixation (48).
  5. Capot (40) anti-obstruction selon l’une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le nombre des deuxièmes organes de fixation (48) est compris entre 4 et 8.
  6. Capot (40) anti-obstruction selon l’une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l’alésage centrale (43) est délimitée par une surface annulaire interne (43a) destinée à être en contact avec une surface de portée annulaire (31a) du couvercle (31) et en ce que le capot (40) comprend une bordure annulaire (44) qui est définie dans un plan P1 en amont d’un plan P2 dans lequel est définie une portion de surface d’appui de la tête (48) dans le couvercle (31).
  7. Système anti-incendie (30) pour une turbomachine (1) comprenant au moins une turbine (3) reliée à un arbre de puissance d’axe longitudinale X et un support de palier (21) annulaire qui est destiné à porter au moins en partie un palier (20) de guidage en rotation de l’arbre de puissance (4) et qui comprend une première bride radiale (23), caractérisé en ce que le système (30) comprend un capot (40) anti-obstruction selon l’une quelconque des revendications précédentes et un couvercle (31) qui est destiné à être monté sur le support de palier (21) et qui est muni de la deuxième bride radiale (33) fixée sur la première bride radiale (22b) par les premiers organes de fixation (27) répartis régulièrement autour de l’axe longitudinal X.
  8. Système anti-incendie (30) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le couvercle (31) comprend une pluralité de saillies (37) s’étendant radialement depuis une paroi radialement externe du couvercle (31) et comprenant les rainures circonférentielles (62), chaque rainure circonférentielle (62) s’étendant suivant une direction circonférentielle autour de l’axe C et étant destinée à recevoir un ergot (61).
  9. Système anti-incendie (30) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les saillies (37) comprennent des premières saillies (370) comprenant chacune une rainure circonférentielle (62) et des deuxièmes saillies (371) comprenant chacune un quatrième trou (50), les premières saillies (370) et les deuxièmes saillies (371) étant alternées autour de l’axe du couvercle (31).
  10. Système anti-incendie (30) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que la première bride radiale (22b) comprend une pluralité de premiers trous (24) et la deuxième bride radiale (33) comprend une pluralité de seconds trous (35) destinés à coopérer entre eux et à recevoir les premiers organes de fixation (27).
  11. Turbomachine (1) en particulier d’un aéronef, ayant un axe longitudinal X et comprenant une turbine (3) reliée à un arbre fournissant une puissance mécanique sur un arbre de sortie, une cavité agencée en amont d’un premier étage de la turbine (3), un dispositif de refroidissement (14) destiné à alimenter en gaz de refroidissement la cavité annulaire et un système anti-incendie (30) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, le système anti-incendie étant agencé dans la cavité (16).
  12. Procédé de montage d’un système anti-incendie (30) selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, le procédé comprenant les étapes suivantes de :
    - mise en place du capot (40) sur le couvercle (31) de manière que la paroi de fond (41) soit en contact avec la portée annulaire (36) du couvercle (31),
    - réalisation d’une rotation du capot (40) autour de l’axe longitudinal de manière à engager les ergots (61) dans les rainures circonférentielles (62),
    - fixation du capot (35) sur le couvercle (31) via les deuxièmes organes de fixation (48).
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