Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
CA 02492171 2005-O1-10
Turboréacteur à double flux comprenant un support de distribution
de servitudes et le support de distribution de servitudes
L'invention concerne un turboréacteur à double flux.
s
~o
Un turboréacteur à double flux comprend, fonctionnellement, une
manche d'entrée d'air, une soufflante, un compresseur, une chambre de
combustion, une turbine et une tuyère d'échappement. Ces divers éléments
sont contenus dans des carters.
Le turboréacteur comprend en outre, autour de ces carters, un carter
interne de flux secondaire, se présentant sous la forme d'une coque
permettant de contenir, sur sa surface externe, le flux d'air secondaire. Le
flux d'air secondaire correspond à l'air entraîné par la soufflante ne
i s pénétrant pas dans le compresseur. Cette coque comprend des moyens
d'ouverture en deux demi-coques, afin de pouvoir accéder au coeur du
turboréacteur. Par coeur du turboréacteur, on entend les éléments du
turboréacteur se situant dans l'enceinte définie par le carter ïnterne du flux
secondaire.
Certains fluides nécessaires au fonctionnement du turboréacteur,
tels que le carburant et l'huile, doivent être acheminés depuis l'extérieur du
turboréacteur vers son coeur. Ces fluides servent notamment à alimenter la
chambre de combustion en carburant, les divers éléments du moteur en
2s huile de lubrification, divers vérins d'actionnement de vannes de décharge,
de calage variable du compresseur, de pilotage du jeu des carters de turbine
haute pression et basse pression, etc.
L'acheminement des fluides est effectué par des canalisations
3o communément appelées servitudes. L'invention concerne particulièrement
le passage des servitudes le long des bras de soutien d'un carter du
turboréacteur, dit intermédiaire.
La figure 1 représente une vue partielle d'un turboréacteur 1 de l'art
z s antérieur. Ce dernier comprend, en aval du carter de rétention des aubes
de
soufflante, la virole externe 2 d'un carter, dit intermédiaire, auquel est
traditionnellement fixée la suspension avant du turboréacteur à un avion.
Le carter intermédiaire comporte également des bras radiaux 3. Au droit de
sa virole externe 2, est agencée une virole interne 4, cette virole interne 4
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comprenant un épaulement 5 d'appui du carter interne du flux secondaire,
non représenté.
Certaines servitudes 6 doivent être acheminées, depuis l'extérieur
s du carter intermédiaire, vers le coeur du turboréacteur 1. Cet acheminement
se fait généralement le long d'un bras 3 du carter intermédiaire, les
servitudes 6 débouchant dans le coeur du turboréacteur 1 au niveau de la
virole interne 4.
~ o Le turboréacteur 1 présenté est destiné à être monté sur un avion
dont la garde au sol est assez basse. Sa nacelle est donc aplatie dans sa
portion inférieure et enflée sur les côtés. Pour des raisons de sécurité, les
servitudes 6ne doivent pas passer dans la partie basse du turboréacteur 1, en
cas de frottement sur le sol de cette dernière. Elles sont donc acheminées le
i s long d'un bras 3 du carter intermédiaire écarté du plan de symétrie -
globale
- vertical du turboréacteur 1.
Les servitudes 6 traversent la virole externe 2 du carter
intermédiaire et sont contenues, entre la virole externe 2 et la virole
interne
Zo 4, dans un bras 7, assurant leur protection ainsi que le guidage du flux
d'air
secondaire. Les servitudes 6 sont fixées, au niveau de la virole interne 4,
sur une tôle 8, par des écrous de chaque côté de la tôle 8.
Ces servitudes 6 sont assez nombreuses, par exemple au nombre de
as onze, et doivent être guidées dans une zone assez encombrée. Elles ne
peuvent de surcroît, dans un plan transversal par rapport à l'axe du
turboréacteur, se situer en dehors de la section définie par la projection sur
le plan transversal du bras de soutien 3 du carter intermédiaire, pour des
raïsons aérodynamiques liées au flux d'air secondaire. Il est donc nécessaire
3o de les étaler longitudinalement sur la ~ tôle 8. Du fait notamment de la
surface nécessaire au vissage des écrous, la tôle 8 s'étend longitudinalement
au-delà de la virole interne 4, et dépasse dans la zone d'ouverture des
capots du caxter interne du flux secondaire, puisqu'elle ne peut se situer,
comme nous l'avons vu, dans le plan de symétrie vertical, contenant la
3s charnière d'ouverture des capots.
Il est donc nécessaire de pratiquer un évidement sur un capot du
carter interne du flux secondaire pour assurer le passage de la tôle 8 lors de
l'ouverture ou de la fermeture des capots. La pièce 8 doit être adaptée et
-~o compléter cet évidement, afin d'assurer la continuité du guidage du flux
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d'air entre la virole interne 4 et la surface du carter interne du flux
secondaire, au niveau de l'évidement. Les coûts de production dudit carter
et de maintenance du turboréacteur en sont d'autant augmentés.
La présente invention vise à réduire les coûts de production du
carter interne du flux secondaire, à simplifier la maintenance du
turboréacteur et à faciliter l'accès au coeur du turboréacteur au niveau du
passage des servitudes le long d'un bras du carter intermédiaire.
~ o Conformément à l'invention un turboréacteur à double flux,
comprenant un carter externe supporté par des bras, un carter interne au
droit du carter externe et des servitudes est caractérisé par le fait que dans
l'axe d'un bras, est ménagé, sur le carter interne, un support de réception de
servitudes comportant, du côté externe du carter interne, une première
~ s semelle pour la réception de servitudes.
Par axe, on entend ici l'axe ou la direction du flux gazeux autour du
bras.
2o Ainsi, grâce au support de distribution de servitudes de l'invention,
il n'est plus nécessaire d'effectuer une découpe dans le carter interne du
flux
secondaire du turboréacteur, puisque l'encombrement longitudinal est
réduit.
as De préférence, la première semelle comporte des canaux de
réception de servitudes.
Avantageusement, le support de distribution de servitudes
comporte, du côté interne du carter interne, une deuxième semelle pour la
3o distribution de servitudes.
Avantageusement dans ce cas, les canaux de réception de
servitudes débouchent sur la deuxième semelle, qui comporte des raccords
de servitudes.
Dans la forme de réalisation préférée de l'invention, le carter
externe comprend un ensemble de passage de servitudes.
De préférence, l'ensemble de passage de servitudes comprend une
4o bride de fixation, supportant un joint, et un secteur d'appui joint.
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4
De préférence encore, le j oint est de matière élastomère et
comprend des canaux de passage de servitudes.
s Avantageusement, le turboréacteur comprend un bras de protection
de servitudes monté entre l'ensemble de passage de servitudes et le support
de distribution de servitudes.
L'invention s'applique particulièrement à un carter externe qui est la
n virole externe du carter intermédiaire d'un turboréacteur, et à un carter
interne qui est la virole interne du carter intermédiaire, mais la
demanderesse n'entend pas limiter la portée de ses droits à cette
application.
i s L'invention concerne en outre, à titre de produit intermédiaire, un
support de distribution de servitudes pour le turboréacteur présenté ci-
dessus, comportant une première semelle pour la réception de servitudes et
une deuxième semelle pour la distribution de servitudes.
2o De préférence, la semelle de réception de servitudes comporte des
canaux de réception de servitudes.
De préférence encore, sur la semelle de réception de servitudes,
sont agencées des plaques métalliques de blocage en translation de
as servitudes.
Avantageusement, les canaux débouchent sur la semelle de
distribution, qui comporte en leur point de débouchement des raccords de
servitudes.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante
de la forme de réalisation préférée du turboréacteur et du support de
distribution de servitudes de l'invention, en référence au dessin annexé, sur
lequel
3s - la figure 1 représente une vue schématique partielle en
perspective d'un turboréacteur de l'art antérieur ;
- la figure 2 représente une vue schématique partielle en
perspective du carter intermédiaire de la forme de réalisation préférée du
turboréacteur de l'invention ;
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S
- la figure 3 représente une vue schématique partielle en
perspective de la virole externe du carter intermédiaire, avec sa bride, son
joint élastomère et son secteur d'appui joint, de la forme de réalisation
préférée du turboréacteur de l'invention ;
s - la figure 4 représente une vue schématique en perspective de la
bride et du joint élastomère de la forme de réalisation préférée du
turboréacteur de l'invention ;
- la figure 5 représente une vue schématique en perspective du
secteur d'appui joint de la forme de réalisation préférée du turboréacteur de
i o l'invention ;
- la figure 6 représente une vue schématique en perspective de la
semelle de support de servitudes de la forme de réalisation préférée du
support de distribution de servitudes de l'invention ;
- la figure 7 représente une vue schématique partielle en
~ s perspective de la forme de réalisation préférée du turboréacteur de
l'invention, sans son bras de protection de servitudes ;
- la figure 8 représente une vue schématique partielle en
perspective de la forme de réalisation préférée du support de distribution de
servitudes de (invention ;
Zo - la figure 9 représente une vue schématique partielle en
perspective de la forme de réalisation préférée du turboréacteur de
l'invention, avec son bras de protection de servitudes ;
- la figure 10 représente une vue schématique en coupe de la forme
de réalisation préférée du support de distribution de servitudes de
2s l'invention, et
- la figure 11 représente une vue schématique de dessous de la
forme de réalisation préférée du support de distribution de servitudes de
l'invention.
3o En référence à la figure 2, le turboréacteur 10 de l'invention
comprend, en aval du carter de rétention des aubes de soufflante, un carter
dit carter intermédiaire, auquel est traditionnellement fixée la suspension
avant du turboréacteur 10 à un avion ; le carter intermédiaire comporte une
virole externe 11, soutenue des bras radiaux 12, au pied desquels s'étend,
3s du côté aval, une virole interne 34, au droit de la virole externe 11.
L'invention concerne particulièrement l'acheminement de
servitudes le long d'un bras radial 12 du carter intermédiaire.
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(~
s
ts
Par souci de différentiation des éléments, nous désignerons par la
suite la virole externe 11 du carter intermédiaire par l'unique expression de
"carter intermédiaire 11" et la virole interne 34 du carter intermédiaire par
l'unique terme de "virole 34".
Sur le carter intermédiaire 11, au droit de la virole 34, est percé,
depuis le bord aval 14 du carter intermédiaire 11, un évidement 13
globalement rectangulaire. Le carter intermédiaire 11 comprend, le long de
la circonférence de son bord aval 14, une gouttière 28.
En référence à la figure 3, l'évidement 13 est agencé pour recevoir
un ensemble de passage de servitudes 53, comportant une bride de fixation
14, supportant un joint 15 de guidage et de bridage de servitudes, ainsi
qu'une pièce 16 qui sera nommée secteur d'appui joint 16.
Les diverses pièces du turboréacteur de l'invention seront décrites,
dans la suite de la description, dans le référentiel du turboréacteur. Ainsi,
lorsque les pièces seront représentées, dans une figure, non montées sur le
turboréacteur, on désignera leurs diverses portions en fonction de leur
zo placement une fois montées. C'est dans le référentiel du turboréacteur,
notamment en fonction de son axe, qu'il faudra comprendre les divers
qualificatifs tels que interne, externe, radial, axial, longitudinal, amont,
aval, . . .
Zs En référence à la figure 4, la bride 14 se présente globalement sous
la forme d'un étrier métallique, comprenant une base 17 et deux branches
20, 20', légèrement incurvé pour s'adapter à la forme du carter
intermédiaire 11. La base 17 de la bride 14 est agencé pour venir en appui
sur le fond amont 19 de l'évidement 13 du carter intermédiaire 11. Elle
3o comprend un épaulement longitudinal 18 dont la partie en saillie est du
côté
interne de la base 17. L'épaulement 18 est conformé pour venir en appui
sur la face interne du carter intermédiaire 1 l, en amont de l'évidement 13.
Entre les branches 20, 20' de la bride 14, de son côté externe, est
3s monté un joint 15, ici de matière élastomère, dont la surface externe est
au
même niveau que la surface externe de la bride 14. Le joint élastomère 15
est percé d'une pluralité de canaux radiaux 25 de passage de servitudes. A
son extrémité aval, la bride 14 comprend, au niveau de chacune de ses
branches 20, 20', un épaulement longitudinal 21, 21', situé à une distance de
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la surface externe de la bride plus faible que celle de l'épaulement opposé
18.
Sur les épaulements 21, 21' sont percés, en travers des branches 20,
s 20', deux alésages radiaux 22, 22' de réception d'une vis. En amont des
épaulements 21, 21', deux oreilles 23, 23' font saillie sur les faces
latérales
des branches 20, 20'. Chaque oreille est percée d'un alésage radial 24, 24'.
En référence à la figure 5, le secteur d'appui joint 16 se présente
~ o sous la forme d'une plaque métallique. Il comporte, sur son bord aval,
deux
saillies radiales 26, 26' formant une gouttière 27, agencée pour assurer la
continuité de la gouttière 28 du carter intermédiaire 11.
Sur son bord amont, le secteur d'appui joint 16 comporte une saillie
i s radiale centrale 29 comportant à son extrémité externe deux doigts
longitudinaux 30, 30', s'étendant vers l'amont. La face amont 31 de la saillie
29 et ses doigts 30, 30' sont conformés pour venir en appui sur la face aval
et la face externe, respectivement, du joint élastomère 15.
Zo Le secteur d'appui joint 16 comporte en outre, sur son bord amont,
de part et d'autre de la saillie centrale 29, deux alésages radiaux 32, 32' de
réception de vis 33, 33', écartés l'un de l'autre de la même distance que les
alésages 22, 22' de la bride 14.
as Le montage de la bride 14, sur laquelle est agencé le joint
élastomère 15, et du secteur d'appui joint 16 dans l'évidement 13 est le
suivant. La bride 14 est montée dans l'évidement 13, avec sa base 17 en
appui sur le fond amont 19 de l'évidement 13 et son épaulement 18 en
appui sur la face interne du carter intermédiaire 11, en amont de
30 l'évidement 13. Les oreilles 23, 23' sont en contact avec la face interne
du
carter intermédiaire 1 l, fixées à ce dernier par des vis dans leurs alésages
24, 24'. Le secteur d'appui joint 16 est fixé à la bride 14 par les vis 33,
33'
dans les alésages 22, 22' de la bride 14 à travers les alésages 32, 32' du
secteur d'appui joint 16. La face amont 31 de la saillie 29 et ses doigts 30,
3s 30' sont alors en appui sur la face aval et la face externe du joint
élastomère
15 et il y a continuité entre les deux. En outre, dans cette configuration, la
gouttière 27 du secteur d'appui joint 16 assure la continuité de la gouttière
28 du carter intermédiaire 11.
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V
Ainsi montés, la bride 14, le joint élastomère 15 et le secteur
d'appui joint 16 assurent la continuité du carter intermédiaire 11, tout en
fournissant des canaux 25 de passage de servitudes. Ils constituent un
ensemble de passage de servitudes 53, qui permet d'assurer le passage des
a servitudes au travers du carter intermédiaire 11, tout en les resserrant les
unes par rapport aux autres, selon la répartition des canaux 25 sur le joint
élastomère 15. Il assure en outre l'étanchéité de l'ensemble, les servitudes
étant insérées à force dans leurs canaux 25.
lo En référence aux figures 6 et 7, sur la virole 34 du turboréacteur 10
est agencée un support de distribution de servitudes 35, placé au droit de
l'ensemble de passage de servitudes 53.
Le support 35 comprend, du côté externe de la virole 34, une
is première semelle pour la réception de servitudes 36 faisant saillie hors de
cette dernière. La semelle 36 a une forme triangulaire arrondie, dont la base
se situe du côté amont de la virole 34, au niveau du bras 12, et le sommet
du côté aval de la virole 34. La largeur de la base correspondant environ à
la largeur transversale du bras 12. La première semelle 36 comprend des
Zo canaux de réception de servitudes 37, débouchant sur sa surface externe.
Des servitudes 38, provenant de l'extérieur du carter intermédiaire
11, sont insérées dans les canaux 25 du joint élastomère 15, s'étendent le
long d'un support radial 39 parallèle au bras 12 monté entre le carter
Zs intermédiaire 11 et la virole 34, et leur extrémité est emmanchée dans les
canaux 37 de la semelle 36.
En référence à la figure 8, l'extrémité des servitudes 38 comporte
un embout spécifique, composé d'un joint annulaire 40, comprenant une
~o gorge annulaire 41. Le joint 40 est adapté à son canal de réception 37, et
est
emmanché de façon à ce que sa gorge 41 affleure à la surface de la
première semelle 36. Des plaques métalliques 42, comprenant des
évidements adaptés 43, sont fixées, à l'aide de vis 44, sur la semelle 36,
leurs évidements 43 venant en prise sur les gorges 41 des joints 40 des
3s servitudes 38 afin de bloquer ces dernières en translation radiale.
En référence à la figure 9, un bras 45 de protection de servitudes est
fixé à la semelle 36, au support radial 39, à la bride 14 et au secteur
d'appui
joint 16. Ce bras 45 se présente sous la forme d'une tôle s'adaptant à
40 l'ensemble des éléments auxquels elle est fixée, afm de protéger
l'ensemble.
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y
Sa section est globalement constante et correspond au contour de la semelle
36. Elle est agencée pour compléter la forme du bras dans un but de
guidage du flux d'air secondaire s'écoulant entre le carter intermédiaire 11
et la virole 34. Cette forme est adaptée aux contraintes dynamiques qui sont
imposées au flux, et procède de paramètres liés principalement à la
mécanique des fluides.
En référence aux figures 10 et 11, le support de distribution de
servitudes 35 comporte, du côté interne de la virole, une deuxième semelle
I o 46 de distribution de servitudes, se situant au droit de la première
semelle
36. Les canaux 37 de réception des servitudes 38 traversent la première
semelle 36, externe, et se prolongent dans la deuxième semelle de
distribution 46. Dans cette dernière, ils peuvent être orientés, par un coude
47, de façon à déboucher sur une face latérale de la deuxième semelle 46,
i s ou ne pas changer de direction et déboucher sur la face interne de la
deuxième semelle 46. Ils peuvent en outre changer de diamètre si cela est
désiré.
A l'extrémité ouverte des canaux 37, sur la deuxième semelle 46,
Zo sont agencés des raccords de servitudes 48. Ces raccords 48 comportent un
joint de raccord 49, un ajutage 50 et un écrou 51 de vissage d'une servitude.
Ainsi, il est possible de connecter des servitudes 52, munies d'embouts
agencés à cet effet, aux raccords de servitudes 48 de la deuxième semelle
46.
Grâce à l'invention, le passage des servitudes 38 entre le carter
intermédiaire 11 et la virole 34 est assuré. Les servitudes 38 sont insérées
dans les canaux 25 du joint élastomère 15, s'étendent dans l'enceinte formée
par le bras 45 et le support radial 39, entre le carter intermédiaire 11 et la
3o virole 34, et sont insérés dans les canaux 37 du support de distribution de
servitudes 35, par leurs embouts 40 adaptés à cet effet, au niveau desquels
elles sont bloquées en translation radiale par les plaques métalliques 42.
Les canaux 37 assurent le lien avec les servitudes 52 de l'intérieur de la
virole 34, c'est-à-dire le coeur du turboréacteur 10, qui leur sont connectées
_~s par les raccords 48 de la semelle de distribution 46.
Les canaux 25 du joint élastomère 15, les canaux 37 du support de
distribution de servitudes 35, les plaques métalliques 42 et les raccords 48
de la deuxième semelle 46 sont dimensionnés et conformés en fonction des
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servitudes 38, 52 qu'ils doivent raccorder. Le montage de ces dernières est
donc, grâce à l'invention, parfaitement simplifié et standardisé.
En outre, et notamment du fait que les servitudes 38, 52 ne sont
s plus fixées par des écrous de part et d'autre de la virole 34 mais
emmanchées dâns des canaux 37 ou des embouts 48, le gain de place pour
leur connexion est grand, et permet d'obtenir un support de distribution de
servitudes 35 dont la surface longitudinale ne s'étend pas au-delà de celle
de la virole 34. Il n'est donc plus nécessaire de pratiquer un évidement dans
i c~ les capots du carter interne du flux secondaire, puisque le bras 45,
situé au
droit du support de distribution de servitudes 35 et notamment de sa
première semelle 36, n'empiète pas sur leur zone d'ouverture et de
fermeture.
~s Le support de distribution de servitudes 35 peut indifférémment
être formé d'une seule pièce avec la virole 34 ou rapporté sur cette dernière.
