Titre : ENSEMBLE POUR TURBOMACHINE

Domaine technique

[0001] La présente description se rapporte à un ensemble pour turbomachine. En particulier, la présente description se rapporte à un cône d’éjection de turbomachine comprenant un tel ensemble et à une turbomachine comprenant un tel cône d’éjection.

Technique antérieure

[0002] Classiquement, telle que représentée à la figure 1 , une turbomachine 10 de type turboréacteur à double flux d’axe longitudinal comporte, de l’amont vers l’aval dans le sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine 10, une soufflante 12, un compresseur basse-pression 14a, un compresseur haute-pression 14b, une chambre de combustion 16, une turbine haute-pression 18a, une turbine basse-pression 18b et une tuyère d’échappement 20. Le compresseur haute-pression 14b et le compresseur basse-pression 14a sont respectivement reliés à une turbine haute-pression 18a et une turbine basse- pression 18b par un arbre respectif s’étendant selon la direction longitudinale de rotation des arbres de la turbomachine. Dans la suite, les qualificatifs d’orientation, tels que « longitudinal », « radial » et « circonférentiel » sont définis par référence à l’axe longitudinal X.

[0003] Le flux d’air entrant dans la turbomachine est divisé, en aval de la soufflante 12, en un flux d’air primaire annulaire entrant dans une veine 22a annulaire dite primaire, et en un flux d’air annulaire secondaire, entrant dans une veine 22b annulaire dite secondaire qui entoure la veine d’air annulaire primaire 22a. Le compresseur basse-pression 14a et le compresseur haute-pression 14b, la chambre de combustion 16, et la turbine haute- pression 18a et la turbine basse-pression 18b, sont situés pour les parties travaillantes dans la veine annulaire primaire 22a.

[0004] Un carter d’échappement 30 est situé directement en sortie de la turbine basse- pression 28b. Le carter d’échappement 30 comprend une virole radialement interne 32 et une virole radialement externe 34. Un espace annulaire formé entre la virole interne et la virole externe forme une partie de la veine primaire 22a en sortie de la turbine basse- pression 18b.

[0005] La tuyère d’échappement 20, ou tuyère d’éjection, de la turbomachine 10 comporte un ensemble permettant d’optimiser l'écoulement des gaz chauds issus de la turbine. Cet ensemble peut également avoir pour fonction d’absorber au moins une partie du bruit engendré par l'interaction de ces gaz chauds avec l'air ambiant et avec le flux d'air froid issu de la soufflante.

[0006] Cet ensemble comporte un cône d'éjection 40 visible à la figure 2 qui comprend une partie amont 40a, de forme sensiblement axisymétrique autour de l’axe longitudinal X, et une partie aval 40b de forme conique selon l’axe longitudinal X. La partie amont 40a comprend une paroi acoustique annulaire 42 radialement externe et un caisson acoustique agencé radialement à l’intérieur de la paroi acoustique annulaire. Le caisson acoustique comprend une paroi annulaire radialement interne 44. La face radialement externe de la paroi acoustique annulaire 42 de la partie amont 40a et la face radialement externe de la partie aval 40b conique délimitent, radialement à l’intérieur, la veine primaire 22a, au niveau du cône d’éjection 40.

[0007] La paroi annulaire interne 44 du caisson acoustique et la paroi acoustique annulaire 42 comprennent chacune une pluralité de secteurs disposés circonférentiellement bout à bout. Deux secteurs circonférentiellement adjacents de la paroi annulaire interne 44, ou de la paroi acoustique annulaire 42, sont vissés l’un à l’autre. Par ailleurs, à l’aval, la paroi annulaire interne 44 du caisson acoustique et/ou la paroi acoustique annulaire 42 peuvent être vissées à la partie aval 40b du cône d’éjection 40. Alternativement, à l’aval, la paroi annulaire interne 44 du caisson acoustique et/ou la paroi acoustique annulaire 42 peuvent être vissées l’une à l’autre et l’une parmi la paroi annulaire interne 44 du caisson acoustique et/ou la paroi acoustique annulaire 42 peut être vissée à la partie aval 40b du cône d’éjection 40. Pour ce faire, il est connu d’utiliser des dispositifs d’écrou flottant en raison du manque d’accès radialement à l’intérieur du cône d’éjection 40.

[0008] Parmi les dispositifs d’écrou flottant, il est connu un dispositif d’écrou flottant comprenant un support qui comporte une pluralité de logements recevant chacun un écrou. Le support est fixé à un premier élément de structure qui est destiné à être vissé à un second élément de structure de sorte que chaque écrou est aligné avec une paire de trous respectivement formés à travers le premier élément de structure et le second élément de structure. Une vis est alors insérée dans chaque paire de trous pour être vissée dans l’écrou respectif retenu dans l’un des logements du support de manière à fixer le premier élément de structure au second élément de structure.

[0009] La tendance actuelle consiste à réaliser la paroi annulaire interne 44, la paroi acoustique annulaire 42 et la partie aval 40b conique du cône d’éjection 40 en matériau composite à matrice céramique (CMC) alors que le support d’un dispositif d’écrou flottant tel que décrit ci-avant est généralement réalisé en un matériau métallique. Les matériaux CMC supportent des températures relativement hautes et nécessitent donc moins de refroidissement. Ce refroidissement étant traditionnellement issu d’un prélèvement dans le compresseur qui impacte le rendement de la turbomachine, les matériaux CMC permettent ainsi d’améliorer le rendement moteur et par suite la consommation de carburant. Par ailleurs, leur utilisation contribue à diminuer la masse des turbomachines. Toutefois, le coefficient de dilatation thermique d’un matériau composite à matrice céramique est nettement inférieur au coefficient de dilatation thermique d’un matériau métallique. Dès lors, lorsqu’un tel dispositif d’écrou flottant est utilisé au niveau du cône d’éjection 40, lors de la montée en température en fonctionnement de la turbomachine, le support du dispositif d’écrou flottant présente une dilatation thermique supérieure à celle respectivement de l’élément de structure auquel il est fixé parmi la paroi annulaire interne 44, la paroi acoustique annulaire 42 et la partie aval 40b du cône d’éjection 40. En conséquence de quoi, des contraintes mécaniques sont induites dans l’élément de structure parmi la paroi annulaire interne 44, la paroi acoustique annulaire 42 et la partie aval 40b du cône d’éjection 40 auquel est fixé le support de dispositif d’écrou flottant, au niveau de chaque point de fixation du support du dispositif d’écrou, ce qui peut conduire à un endommagement de ces éléments.

Résumé

[0010] Il est proposé un ensemble pour turbomachine d’axe longitudinal, l’ensemble comprenant un premier élément de structure et un dispositif d’écrou, le premier élément de structure comprenant un premier trou et un deuxième trou, le dispositif d’écrou comprenant un support fixé à une face interne du premier élément de structure, le support comprenant au moins un premier logement et un deuxième logement reliés entre eux par un élément de liaison, le premier logement et le deuxième logement retenant chacun un écrou aligné respectivement avec le premier trou et le deuxième trou formés à travers le premier élément de structure, l’élément de liaison étant, en tout ou partie, adapté pour compenser une dilatation thermique du support supérieure à une dilatation thermique du premier élément de structure.

[0011] Ainsi l’alignement entre chaque écrou et le trou respectif formé à travers le premier élément de structure est maintenu lors du fonctionnement de la turbomachine, notamment lorsque le premier élément de structure et le dispositif d’écrou sont soumis à des températures élevées. Les contraintes exercées sur le premier élément de structure dues à la dilation thermique supérieure du support du dispositif d’écrou sont par ailleurs réduites. En conséquence de quoi, les risques d’endommagement du premier élément de structure sont réduits, voire supprimés. [0012] Chaque logement peut être apte à retenir l’écrou respectif de manière flottante. On entend par « flottant » qu’un déplacement limité de l’écrou dans le logement respectif du support est permis.

[0013] Le premier logement et le deuxième logement du support du dispositif d’écrou peuvent être espacés l’un de l’autre selon une première direction, l’élément de liaison étant, en tout ou partie, déformable pour compenser la dilatation thermique supérieure du support entre :

- un état de repos dans lequel l’élément de liaison est soumis à une première température et dans lequel l’élément de liaison présente une conformation ayant une première dimension selon une deuxième direction perpendiculaire à la première direction, et

- un état dilaté dans lequel l’élément de liaison et soumis à une deuxième température qui est supérieure à la première température et dans lequel l’élément de liaison présente une conformation ayant une deuxième dimension selon la deuxième direction, la deuxième dimension étant différente de la première dimension.

[0014] La deuxième dimension peut être supérieure à la première dimension. L’élément de liaison peut être une tige s’étendant globalement dans la première direction entre le premier logement et le deuxième logement. La tige peut présenter une épaisseur adaptée pour faciliter sa déformation selon la deuxième direction. L’épaisseur de la tige peut être inférieure ou égale à 2 mm, de préférence inférieure ou égale à 1 mm. En particulier, le rapport entre une longueur de la tige selon la première direction et l’épaisseur de la tige peut être de l’ordre de 100. Par exemple, la tige peut présenter une épaisseur de l’ordre de 1 mm et une longueur de l’ordre de 100 mm. L’élément de liaison du dispositif d’écrou peut être, en tout ou partie, déformable élastiquement. Cela permet de limiter, voire d’éviter, une rupture de l’élément de liaison.

[0015] Autrement dit, l’élément de liaison peut être configuré pour présenter une variation de forme entre l’état de repos dans lequel l’élément de liaison est soumis à la première température et l’état dilaté dans lequel l’élément de liaison et soumis à une deuxième température de manière à écarter ou écarter les logements l’un par rapport à l’autre selon la première direction. En particulier, la variation de forme de l’élément de liaison de l’état de repos à l’état dilaté peut écarter les logements l’un par rapport selon la première direction. À l’inverse, la variation de forme de l’élément de liaison de l’état de repos à l’état dilaté peut rapprocher les logements l’un par rapport selon la première direction.

[0016] La conformation de l’élément de liaison dans l’état de repos peut être un fléchissement suivant la deuxième direction. La conformation de l’élément de liaison dans l’état dilaté peut être un fléchissement suivant la deuxième direction. La flèche maximale formée par le fléchissement de l’élément de liaison dans l’état de repos peut être inférieure à la flèche maximale formée par le fléchissement de l’élément de liaison dans l’état dilaté.

[0017] Dans l’état de repos et/ou dans l’état dilaté, l’élément de liaison peut présenter, en tout ou partie, une section ayant une forme de V, de S ou d’arc de cercle dans un plan qui comprend au moins la première direction, et de préférence qui comprend la première direction et la deuxième direction.

[0018] Le premier élément de structure peut être réalisé en un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est inférieur au coefficient de dilatation thermique d’un matériau dans lequel est réalisé le support du dispositif d’écrou. De préférence, le coefficient de dilatation thermique du matériau dans lequel est réalisé le premier élément de structure est entre 2 et 2,5 fois inférieur au coefficient de dilatation thermique du matériau dans lequel est réalisé le support du dispositif d’écrou. Le premier élément de structure peut être réalisé dans un matériau composite à matrice céramique. De tels matériaux présentent une faible densité et permettent ainsi une réduction de masse de l’ensemble. Le support du dispositif d’écrou peut être réalisé en un matériau métallique.

[0019] L’ensemble peut comprendre un deuxième élément de structure appliqué sur une face externe du premier élément de structure, le deuxième élément de structure comprenant un trou aligné avec le premier trou formé à travers le premier élément de structure, le deuxième élément de structure étant fixé au premier élément de structure par une première vis qui traverse le premier trou formé à travers le premier élément de structure et le trou formé à travers le deuxième élément de structure, la première vis étant vissée dans l’écrou retenu dans le premier logement du support du dispositif d’écrou.

[0020] Le support est ainsi fixé à la face interne du support du dispositif d’écrou par la liaison entre la première vis et l’écrou retenu dans le premier logement du support lors de la fixation du deuxième élément de structure au premier élément de structure. Le premier élément de structure est alors dépourvu de trous spécifiques pour la fixation du support du dispositif d’écrou au premier élément de structure. Cela permet de réduire le nombre de trous réalisés dans le premier élément de structure, afin de limiter un endommagement du premier élément de structure.

[0021] L’ensemble peut comprendre un troisième élément de structure appliqué sur une face externe du premier élément de structure, le troisième élément de structure comprenant un trou aligné avec le deuxième trou formé à travers le premier élément de structure, le troisième élément de structure étant fixé au premier élément de structure par une deuxième vis qui traverse le deuxième trou formé à travers le premier élément de structure et le trou formé à travers le troisième élément de structure, la deuxième vis étant vissée dans l’écrou retenu dans le deuxième logement du support du dispositif d’écrou. De manière avantageuse, un tel agencement permet la fixation « en aveugle » du troisième élément de structure au premier élément de structure. En d’autres termes, la fixation du troisième élément de structure au premier élément de structure requiert uniquement l’accès à une face externe du troisième élément de structure de manière à insérer la deuxième vis dans les trous correspondants, l’écrou étant maintenu en position, notamment bloqué en rotation, par le support du dispositif d’écrou.

[0022] Il peut être prévu un jeu selon la première direction entre le deuxième élément de structure et le troisième élément de structure. Cela permet d’éviter que le deuxième élément de structure et le troisième élément de structure entrent en appui l’un sur l’autre dans la première direction et exercent des contraintes mécaniques l’un sur l’autre lorsqu’ils se dilatent thermiquement lors du fonctionnement de la turbomachine, ce qui pourrait les endommager.

[0023] La turbomachine peut comprendre un cône d’éjection qui comprend une partie amont de forme sensiblement axisymétrique autour de l’axe longitudinal et une partie aval de forme conique selon l’axe longitudinal à section diminuant vers l’aval. La partie amont peut comprendre une paroi acoustique annulaire externe, par exemple multiperforée, qui délimite une veine annulaire primaire de la turbomachine radialement à l’intérieur au niveau de la partie amont du cône d’éjection. La partie amont du cône d’éjection comporte en outre un caisson acoustique agencé radialement à l’intérieur de la paroi acoustique annulaire. Le caisson peut comprendre une paroi annulaire interne. La paroi acoustique annulaire et la paroi annulaire interne peuvent chacune comprendre une pluralité de secteurs disposés circonférentiellement bout à bout autour de l’axe longitudinal.

[0024] Selon un premier mode de réalisation, le deuxième élément de structure peut être un premier secteur parmi la pluralité de secteurs de la paroi acoustique annulaire ou de la paroi annulaire interne et le troisième élément de structure peut être un deuxième secteur parmi la pluralité de secteurs de la paroi acoustique, le premier secteur et le deuxième secteur étant circonférentiellement adjacents.

[0025] Selon un deuxième mode de réalisation, le deuxième élément de structure peut être l’un parmi la pluralité de secteurs de la paroi acoustique annulaire ou de la paroi annulaire interne et le troisième élément de structure peut être la partie aval du cône d’éjection. Alternativement, le deuxième élément de structure peut être la paroi acoustique annulaire en tant que telle ou la paroi annulaire interne en tant que telle si celles-ci sont réalisées en un seul tenant autour de l’axe longitudinal. [0026] Dans le premier mode de réalisation et le deuxième mode de réalisation, le premier élément de structure peut être une pièce de raccordement entre le deuxième élément de structure et le troisième élément de structure.

[0027] Selon un troisième mode de réalisation, le premier élément de structure peut être l’un parmi la pluralité de secteurs de la paroi annulaire interne, le deuxième élément de structure peut être l’un parmi la pluralité de secteurs de la paroi acoustique annulaire et le troisième élément de structure peut être la partie aval du cône d’éjection. Alternativement, le premier élément de structure peut être la paroi annulaire interne et le deuxième élément de structure peut être la paroi acoustique annulaire en tant que telle si celles-ci sont réalisées en un seul tenant autour de l’axe longitudinal.

[0028] Dans le premier mode de réalisation, la première direction peut coïncider avec une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal. La seconde direction peut coïncider avec une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal.

[0029] Dans le deuxième mode de réalisation et le troisième mode de réalisation, la première direction peut coïncider avec la direction longitudinale de la turbomachine. Alternativement, la première direction peut comprendre une composante selon la direction longitudinale et une composante selon la direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal. Ici aussi, la seconde direction peut coïncider avec une direction radiale par rapport à l’axe longitudinal.

[0030] Il n’est pas exclu un mode de réalisation dans lequel la seconde direction coïncide avec la direction longitudinale ou avec la direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal. De même, il n’est pas exclu un mode de réalisation dans lequel la deuxième direction comprend une combinaison de composantes suivant une ou plusieurs directions, notamment parmi la direction longitudinale, la direction radiale par rapport à l’axe longitudinal et la direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal.

[0031] L’élément de liaison du support peut comprendre une première partie qui est déformable entre l’état de repos et l’état dilaté, et une seconde partie moins déformable que la première partie, la seconde partie étant appliquée contre la face interne du premier élément de structure, la seconde partie comportant un passage qui comprend une partie de guidage s’étendant selon la première direction, l’ensemble comprenant en outre un organe de maintien qui est fixe par rapport au premier élément de structure, l’organe de maintien comprenant une portion cylindrique selon un premier axe qui fait saillie de la face interne du premier élément de structure, la portion cylindrique traversant la partie de guidage du passage formé au travers de la seconde partie de l’élément de liaison. [0032] Une rotation du support du dispositif d’écrou par rapport au premier élément de structure est ainsi évitée d’une part lors de la fixation du support au premier élément de structure par vissage d’une première vis dans l’écrou retenu dans le premier logement et d’autre part lors de la fixation du troisième élément de structure au premier élément de structure par vissage d’une seconde vis dans l’écrou retenu dans le second logement. Par ailleurs, la partie de guidage du passage formé au travers de la seconde partie de l’élément de liaison permet le déplacement de la portion cylindrique de l’organe de maintien selon la première direction dans le passage lorsque le support se dilate thermiquement davantage que le premier élément de structure lors du fonctionnement de la turbomachine. La partie de guidage du passage formé au travers de la seconde partie de l’élément de liaison peut avoir la forme d’une lumière s’étendant selon la première direction.

[0033] L’organe de maintien peut comprendre une première partie de rétention dans un premier sens selon le premier axe, reliée à une première extrémité de la portion cylindrique, la première partie de rétention présentant une face d’appui en appui suivant la direction du premier axe sur une face de la seconde partie de l’élément de liaison qui est opposée au premier élément de structure. Cela permet de maintenir la seconde partie de l’élément de liaison appliquée contre la face interne du premier élément de structure. La seconde partie de l’élément de liaison peut être plus proche du second logement que ne l’est la première partie de l’élément de liaison. Autrement dit, la seconde partie de l’élément de liaison peut être agencée entre le second logement et la première partie de l’élément de liaison. L’organe de maintien permet ainsi de maintenir l’alignement entre l’écrou retenu dans le deuxième logement du support et le deuxième trou formé à travers le premier élément de structure après la fixation du support au premier élément de structure par vissage d’une première vis dans l’écrou retenu dans le premier logement.

[0034] La partie de guidage du passage formé à travers la seconde partie de l’élément de liaison peut présenter une dimension selon une troisième direction perpendiculaire à la première direction et la deuxième direction qui est inférieure à une dimension de la première partie de rétention de l’organe de maintien selon la troisième direction.

[0035] Le passage formé à travers la seconde partie de l’élément de liaison peut comprendre une partie d’insertion adaptée pour insérer la première partie de rétention de l’organe de maintien à travers le passage. La partie d’insertion peut être située au niveau d’une extrémité de la partie de guidage du passage selon la première direction.

[0036] Le premier élément de structure peut comprendre un troisième trou, la portion cylindrique de l’organe de maintien traversant le troisième trou formé à travers le premier élément de structure, l’organe de maintien comprenant une seconde partie de rétention dans un second sens selon le premier axe reliée à une seconde extrémité de la portion cylindrique, la seconde partie de rétention comprenant une face d’appui en appui suivant la direction du premier axe sur une face externe du premier élément de structure.

Le premier élément de structure peut comprendre un renfoncement autour du troisième trou, de sorte que la face externe du premier élément de structure forme un épaulement sur lequel la face d’appui de la seconde partie de rétention est en contact. La seconde partie de rétention peut être entièrement reçue dans le renfoncement. Le troisième élément de structure peut recouvrir une zone de la face externe du premier élément de structure au niveau de laquelle est formé le renfoncement.

[0037] Selon un autre aspect, il est proposé un cône d’éjection pour turbomachine comprenant un ensemble tel que décrit ci-avant. Selon un autre aspect, il est proposé une turbomachine comprenant un cône d’éjection tel que décrit ci-avant.

[0038] Selon un autre aspect, il est proposé un procédé d’assemblage de l’ensemble tel que décrit ci-avant, le procédé comprenant :

- appliquer le support du dispositif d’écrou sur la face interne du premier élément de structure de sorte que l’écrou retenu dans le premier logement et l’écrou retenu dans le deuxième logement sont respectivement alignés avec le premier trou et le deuxième trou formés à travers le premier élément de structure ;

- fixer le support du dispositif d’écrou au premier élément de structure.

[0039] Le procédé peut comprendre l’application du deuxième élément de structure sur la face externe du premier élément de structure de sorte que le trou formé à travers le deuxième élément de structure est aligné avec le premier trou formé à travers le premier élément de structure.

[0040] La fixation du support du dispositif d’écrou au premier élément de structure peut comprendre :

- insérer la première vis à travers le trou formé à travers le deuxième élément de structure et le premier trou formé à travers le premier élément de structure ;

- visser la première vis dans l’écrou retenu dans le premier logement du support de dispositif d’écrou.

[0041] En particulier, la première vis peut être vissée dans l’écrou du premier logement avec celui-ci situé du côté de la première partie déformable de l’élément de liaison. Le vissage de la première vis dans l’écrou du premier logement peut être réalisé en ayant accès à l’écrou. La reprise d’efforts dans l’écrou du premier logement lors du vissage de la première vis dans l’écrou du premier logement peut être réalisée en maintenant manuellement l’écrou en position. En d’autres termes, le premier écrou peut être manuellement bloqué en rotation lors du vissage de la première vis.

[0042] Le procédé peut comprendre l’insertion de l’organe de maintien dans le troisième trou formé à travers le premier élément de structure de sorte que la face d’appui de la seconde partie de rétention est en appui suivant la direction du premier axe sur la face externe du premier élément de structure.

[0043] L’application du support du dispositif d’écrou sur la face interne du premier élément de structure peut comprendre :

- insérer la première partie de rétention de l’organe de maintien dans la partie d’insertion du passage formé à travers la seconde partie de l’élément de liaison,

- déplacer le support par rapport au premier élément de structure selon la première direction de manière à déplacer la portion cylindrique de l’organe de maintien suivant la première direction dans la partie de guidage du passage formé à travers la seconde partie de l’élément de liaison et mettre la face d’appui de la première partie de rétention en appui sur la face de la seconde partie de l’élément de liaison qui est opposée au premier élément de structure.

[0044] Le procédé peut comprendre l’application du troisième élément de structure sur la face externe du premier élément de structure de sorte que le trou formé à travers le troisième élément de structure est aligné avec le deuxième trou formé à travers le premier élément de structure.

[0045] Le procédé peut comprendre :

- insérer la deuxième vis à travers le trou formé à travers le troisième élément de structure et le deuxième trou formé à travers le premier élément de structure ;

- visser la deuxième vis dans l’écrou retenu dans le deuxième logement du support de dispositif d’écrou.

[0046] En particulier, la deuxième vis peut être vissée dans l’écrou du deuxième logement avec celui-ci situé du côté de la seconde partie de l’élément de liaison. Cela permet une reprise du couple de serrage appliqué à la deuxième vis par la seconde partie de l’élément de liaison qui est moins déformable. Le vissage de la deuxième vis dans l’écrou du deuxième logement peut être réalisé « en aveugle », i.e. en n’ayant pas accès à l’écrou du deuxième logement. La reprise d’efforts dans l’écrou du deuxième logement lors du vissage de la deuxième vis peut être supportée par les bords (i.e. les parois) de la partie de guidage du passage formé à travers la seconde partie de l’élément de liaison venant en butée dans la troisième direction contre la portion cylindrique de l’organe de maintien. En d’autres termes, il n’est pas nécessaire d’intervenir manuellement pour bloquer une rotation de l’écrou du deuxième logement lors du vissage de la deuxième vis.

Brève description des dessins

[0047] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :

[0048] Figure 1 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale d’une turbomachine de l’art antérieur ;

[0049] Figure 2 est une vue schématique en perspective d’un cône d’éjection de la turbomachine de la figure 1 ;

[0050] Figure 3 comporte les figures 3a et 3b qui sont chacune une vue schématique en perspective d’un cône d’éjection selon la présente description ;

[0051] Figure 4 est une vue en perspective d’un assemblage illustrant un premier élément de structure, un deuxième élément de structure et un troisième élément de structure fixés ensemble au moyen d’un dispositif d’écrou mis en oeuvre dans le cône d’éjection de la figure 3 ;

[0052] Figure 5 est une vue en perspective du dispositif d’écrou de la figure 4 ;

[0053] Figure 6 comporte la figure 6a représentant une vue en perspective d’une partie du dispositif d’écrou de la figure 4 qui comporte un organe de maintien et la figure 6b représentant l’organe de maintien de la figure 6a ;

[0054] Figure 7 comporte les figures 7a et 7b qui sont chacune une vue schématique en coupe illustrant l’assemblage de la figure 4 respectivement entre un état de repos et un état dilaté ;

[0055] Figure 8 comporte les figures 8a et 8b qui sont chacune une vue en perspective d’une variante de réalisation d’un logement d’écrou du dispositif d’écrou de la figure 5 ;

[0056] Figure 9 comporte les figures 9a à 9e qui représentent schématiquement un procédé d’assemblage de l’ensemble de la figure 4.

Description des modes de réalisation

[0057] Il est maintenant fait référence à la figure 3. La figure 3 représente un cône d’éjection 40 pour turbomachine d’axe longitudinal X. Dans la suite, les qualificatifs d’orientation, tels que « longitudinal », « radial » ou « circonférentiel », sont définis par référence à l’axe longitudinal X. Le cône d’éjection 40 comprend une partie amont 40a de forme sensiblement axisymétrique autour de l’axe longitudinal X et une partie aval 40b de forme conique selon l’axe longitudinal X à section diminuant vers l’aval. La partie amont 40a comprend une paroi acoustique annulaire 42 externe, par exemple multiperforée, qui est destinée à délimiter une veine annulaire primaire de turbomachine radialement à l’intérieur. La partie amont 40a du cône d’éjection 40 comporte en outre un caisson acoustique agencé radialement à l’intérieur de la paroi acoustique annulaire 42. Le caisson est délimité radialement à l’intérieur par une paroi annulaire interne 44 visible à la figure 3a. Selon l’exemple illustré, la paroi acoustique annulaire 42 comprend deux secteurs (ou « demi- coquilles ») disposés circonférentiellement bout à bout autour de l’axe longitudinal X. Par ailleurs, la paroi annulaire interne 44 est ici d’un seul tenant autour de l’axe longitudinal X.

[0058] Comme visible à la figure 3a, la paroi acoustique annulaire 42, la paroi annulaire interne 44 et la partie aval 40b sont assemblés ensemble par une pluralité de dispositifs d’écrou 60. De même, comme visible à la figure 3b, les deux secteurs de la paroi acoustique annulaire 42 sont reliés l’un à l’autre par l’intermédiaire d’une pièce de raccordement 46 et une autre pluralité de dispositifs d’écrou 60.

[0059] Dans la suite, il est décrit de manière plus détaillée un dispositif d’écrou 60 en référence aux figures 4 à 9.

[0060] La figure 4 représente un ensemble pour turbomachine comprenant un premier élément de structure 51 , un deuxième élément de structure 52 et un troisième élément de structure 53. L’ensemble comprend en outre un dispositif d’écrou 60 pour relier ensemble le premier élément de structure 51 , le deuxième élément de structure 52 et le troisième élément de structure 53.

[0061] Le premier élément de structure 51 comprend un premier trou 54 et un deuxième trou 55. Le premier trou 54 et le deuxième trou 55 sont espacés l’un de l’autre selon une première direction d1 . Le premier élément de structure 51 présente une face interne et une face externe.

[0062] Le deuxième élément de structure 52 et le troisième élément de structure 53 sont chacun appliqués contre la face externe du premier élément de structure 51 . Le deuxième élément de structure 52 et le troisième élément de structure 53 sont espacés l’un de l’autre selon la première direction d1 . Le deuxième élément de structure 52 comprend un trou 57 aligné avec le premier trou 54 formé à travers le premier élément de structure 51 . De même, le troisième élément de structure 53 comprend un trou 58 aligné avec le deuxième trou 55 formé à travers le premier élément de structure 51 .

[0063] Le dispositif d’écrou 60 comprend tout d’abord un support 70. Le support 70 est fixé à la face interne du premier élément de structure 51 . Le support 70 comprend au moins un premier logement 72 et un deuxième logement 72 reliés entre eux par un élément de liaison 71. Le premier logement 72 et le deuxième logement 72 retiennent chacun un écrou 61 (visibles à la figure 5) aligné respectivement avec le premier trou 54 et le deuxième trou 55 formés à travers le premier élément de structure 51 . Le premier logement 72 et le deuxième logement 72 du support 70 du dispositif d’écrou 60 sont donc aussi espacés l’un de l’autre selon une première direction d1. L’élément de liaison 71 est ici une tige s’étendant globalement dans la première direction d1 entre le premier logement 72 et le deuxième logement 72.

[0064] Chaque logement 72 peut être apte à retenir l’écrou 61 respectif de manière flottante. On entend par « flottant » qu’un déplacement limité de l’écrou 61 dans le logement 72 respectif du support 70 est permis. Chaque logement 72 comprend (est formé par) une base 79 et une pluralité de pattes 80 faisant saillie de la base 79. La base 79 présente un trou 81 . Chaque écrou 61 est disposé sur la base 79 du logement 72 respectif en étant aligné avec le trou 81 formé à travers la base 79. Chaque écrou 61 est retenu de manière flottante dans le logement 72 respectif par complémentarité de forme entre chaque patte 80 du logement 72 et un relief 62 formé à la périphérie de l’écrou 61. Selon une première variante de réalisation du premier logement 72 et du deuxième logement 72 représentée aux figures 4, 6 et 8a, chaque patte 80 du logement 72 est engagée dans un relief 62 creux formé à la périphérie de l’écrou 61. Chaque logement 72 comprend 3 pattes 80 dans la première variante de réalisation. Selon une seconde variante de réalisation du premier logement 72 et du deuxième logement 72 représentée à la figure 8b, chaque patte 80 présente un relief creux dans lequel est engagé un relief 62 saillant formé à la périphérie de l’écrou 61. Le relief 62 saillant est ici une nervure. Chaque logement 72 comprend 2 pattes 80 dans la seconde variante de réalisation.

[0065] Le deuxième élément de structure 52 est fixé au premier élément de structure 51 par une première vis 63 qui traverse le premier trou 54 formé à travers le premier élément de structure 51 et le trou 57 formé à travers le deuxième élément de structure 52. La première vis 63 est vissée dans l’écrou 61 retenu dans le premier logement 72 du support 70 du dispositif d’écrou 60. Le support 70 est ainsi fixé à la face interne premier élément de structure 51 par la liaison entre la première vis 63 et l’écrou 61 retenu dans le premier logement 72 du support 70 ce qui assure aussi la fixation du deuxième élément de structure 52 au premier élément de structure 51. Le premier élément de structure 51 est alors dépourvu de trous spécifiques pour la fixation du support 70 du dispositif d’écrou 60 au premier élément de structure 51 . Cela permet de réduire le nombre de trous réalisés dans le premier élément de structure 51 , afin de limiter les risques d’endommagement du premier élément de structure 51 .

[0066] Le troisième élément de structure 53 est fixé au premier élément de structure 51 par une deuxième vis 63 qui traverse le deuxième trou 55 formé à travers le premier élément de structure 51 et le trou 58 formé à travers le troisième élément de structure 53. La deuxième vis 63 est vissée dans l’écrou 61 retenu dans le deuxième logement 72 du support 70 du dispositif d’écrou 60.

[0067] Selon un premier mode de réalisation, le deuxième élément de structure 52 est l’un des secteurs de la paroi acoustique annulaire 42 et le troisième élément de structure 53 est l’autre des secteurs de la paroi acoustique annulaire 42. Selon le premier mode de réalisation, le premier élément de structure 51 est la pièce de raccordement 46 reliant les deux secteurs de la paroi acoustique annulaire 42. Dans le premier mode de réalisation, la première direction d1 coïncide avec une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal X.

[0068] Selon un deuxième mode de réalisation, le premier élément de structure 51 est la paroi annulaire interne 44, le deuxième élément de structure 52 est l’un des secteurs de la paroi acoustique annulaire 42 et le troisième élément de structure 53 est la partie aval 40b du cône d’éjection 40. Dans le deuxième mode de réalisation, la première direction d1 comprend une composante selon la direction longitudinale et une composante selon la direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal X.

[0069] Dans chacun du premier et du deuxième mode de réalisation, il est défini une deuxième direction d2 perpendiculaire à la première direction d1 . La deuxième direction d2 coïncide ici avec la direction radiale par rapport à l’axe longitudinal X. Enfin, il est aussi défini une troisième direction d3 perpendiculaire à la première direction d1 et à la deuxième direction d2.

[0070] Dans chacun du premier et du deuxième mode de réalisation, le premier élément de structure 51 est réalisé dans un matériau composite à matrice céramique. Le deuxième élément de structure 52 et le troisième élément de structure 53 sont aussi réalisés dans un matériau composite à matrice céramique. De tels matériaux présentent une faible densité et permettent ainsi une réduction de masse de l’ensemble. En revanche, le support 70 du dispositif d’écrou 60 est réalisé en un matériau métallique. Dès lors, le premier élément de structure 51 est réalisé en un matériau dont le coefficient de dilatation thermique est inférieur au coefficient de dilatation thermique du matériau dans lequel est réalisé le support 70 du dispositif d’écrou 60.

[0071] Ainsi, tel que représenté à la figure 7a, lorsque la turbomachine est à l’arrêt, l’ensemble est soumis à une première température, le premier trou 54 et le deuxième trou 55 formés à travers le premier élément de structure 51 sont espacés selon un premier écartement L1 suivant la première direction d1. Aussi, le premier logement 72 et le deuxième logement 72 du support 70 du dispositif d’écrou 60 sont également espacés selon le premier écartement L1 suivant la première direction d1. Toutefois, lorsque la turbomachine est en fonctionnement, l’ensemble est soumis à une deuxième température qui est supérieure à la première température en raison de la circulation des gaz chauds dans la turbomachine. De ce fait, le premier élément de structure 51 se dilate et le premier trou 54 et le deuxième trou 55 formés à travers le premier élément de structure 51 sont espacés selon un deuxième écartement L2 suivant la première direction d1. Le deuxième écartement L2 est supérieur au premier écartement L1 . En raison de la fixation du support

70 au premier élément de structure 51 par les liaisons entre les vis 63 et les écrous 62, l’écartement suivant la première direction entre le premier logement 72 et le deuxième logement 72 du support 70 du dispositif d’écrou 60 est contraint par le deuxième écartement L2 suivant la première direction d1. Toutefois, le support 70 est soumis à une dilatation thermique supérieure, ce qui induit des contraintes mécaniques dans chaque fixation entre l’un des écrous 62 et la vis 63 correspondante et ensuite dans le premier élément de structure 51 .

[0072] Pour pallier cela, l’élément de liaison 71 comprend une première partie 73 adaptée pour compenser la dilatation thermique du support 70 qui est supérieure à une dilatation thermique du premier élément de structure 51 . Ainsi l’alignement entre chaque écrou 61 et le trou 54, 55 respectif formé à travers le premier élément de structure 51 est maintenu lors du fonctionnement de la turbomachine, notamment lorsque le premier élément de structure 51 et le dispositif d’écrou 60 sont soumis à des températures élevées. Les contraintes exercées sur le premier élément de structure 51 dues à la dilation thermique supérieure du support 70 du dispositif d’écrou 60 sont par ailleurs réduites. En conséquence de quoi, les risques d’endommagement du premier élément de structure 51 sont réduits, voire supprimés.

[0073] Pour ce faire, en référence à la figure 7, la première partie 73 de l’élément de liaison

71 est déformable élastiquement pour compenser la dilatation thermique supérieure du support 70. La première partie 73 de l’élément de liaison est déformable entre :

- un état de repos (figure 7a) dans lequel l’élément de liaison 71 est soumis à la première température et dans lequel la première partie 73 de l’élément de liaison 71 présente une conformation ayant une première dimension D1 selon la deuxième direction d2, et

- un état dilaté (figure 7b) dans lequel l’élément de liaison 71 et soumis à la deuxième température qui est supérieure à la première température et dans lequel la première partie 73 de l’élément de liaison 71 présente une conformation ayant une deuxième dimension D2 selon la deuxième direction d2. [0074] Comme visible à la figure 7, la deuxième dimension D2 de la première partie 73 de l’élément de liaison 71 dans l’état dilaté est supérieure à la première dimension D1 de la première partie 73 de l’élément de liaison 71 dans l’état de repos.

[0075] En particulier, la conformation de la première partie 73 de l’élément de liaison 71 dans l’état de repos et dans l’état dilaté est un fléchissement suivant la deuxième direction d2. La flèche maximale formée par le fléchissement de la première partie 73 de l’élément de liaison 71 dans l’état de repos peut être inférieure à la flèche maximale formée par le fléchissement de la première partie 73 de l’élément de liaison 71 dans l’état dilaté. L’élément de liaison peut présenter une épaisseur adaptée pour faciliter sa déformation selon la deuxième direction d2. L’épaisseur de l’élément de liaison peut être inférieure ou égale à 2 mm.

[0076] Il est aussi prévu un jeu suivant la première direction d1 entre le deuxième élément de structure 52 et le troisième élément de structure 53. Cela permet d’éviter que le deuxième élément de structure 52 et le troisième élément de structure 53 entrent en appui l’un sur l’autre suivant la première direction d1 et exercent des contraintes mécaniques l’un sur l’autre lorsqu’ils se dilatent thermiquement lors du fonctionnement de la turbomachine, ce qui pourrait les endommager.

[0077] Par ailleurs, l’élément de liaison 71 du support 70 comprend une seconde partie 74 moins déformable que la première partie 73. De manière remarquable, la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 est plus proche du second logement 72 que ne l’est la première partie 73 de l’élément de liaison 71 . La seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 est plus particulièrement visible à la figure 6a. La seconde partie 74 est appliquée contre la face interne du premier élément de structure 51 . La seconde partie 74 comporte un passage 75. Le passage 75 comprend une partie de guidage 76 s’étendant selon la première direction d1. La partie de guidage 76 du passage 75 formé au travers de la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 a la forme d’une lumière s’étendant selon la première direction d1 .

[0078] L’ensemble comprend en outre un organe de maintien 90 plus particulièrement visible aux figures 6a et 6b. L’organe de maintien 90 est fixe par rapport au premier élément de structure 51 . L’organe de maintien 90 comprend une portion cylindrique 91 selon un premier axe A1 qui fait saillie de la face interne du premier élément de structure 51. Le premier axe A1 s’étend selon la deuxième direction d2. La portion cylindrique 91 traverse la partie de guidage 76 du passage 75 formé au travers de la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71. Une rotation du support 70 du dispositif d’écrou 60 par rapport au premier élément de structure 51 est ainsi évitée d’une part lors de la fixation du support 70 au premier élément de structure 51 par vissage de la première vis 63 dans l’écrou 61 retenu dans le premier logement 72 et surtout d’autre part lors de la fixation du troisième élément de structure 53 au premier élément de structure 51 par vissage de la deuxième vis 63 dans l’écrou 61 retenu dans le deuxième logement 72. Aussi, la partie de guidage 76 du passage 75 formé au travers de la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 permet le déplacement de la portion cylindrique 91 de l’organe de maintien 90 selon la première direction dans le passage 75 lorsque le support 70 se dilate thermiquement davantage que le premier élément de structure 51 lors du fonctionnement de la turbomachine.

[0079] L’organe de maintien 90 comprend aussi une première partie de rétention 92 dans un premier sens S1 selon le premier axe A1 qui est reliée à une première extrémité de la portion cylindrique 91. La première partie de rétention 92 présente une face d’appui en appui suivant la direction du premier axe A1 sur une face de la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 qui est opposée au premier élément de structure 51. Cela permet de maintenir la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 appliquée contre la face interne du premier élément de structure 51. L’organe de maintien 90 permet de maintenir l’alignement entre l’écrou 61 retenu dans le deuxième logement 72 du support 70 et le deuxième trou 55 formé à travers le premier élément de structure 51 , notamment après la fixation du support 70 au premier élément de structure 51 par vissage de la première vis 63 dans l’écrou 61 retenu dans le premier logement 72.

[0080] La partie de guidage 76 du passage 75 formé à travers la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 présente une dimension selon la troisième direction d3 qui est inférieure à une dimension de la première partie de rétention 92 de l’organe de maintien 90 selon la troisième direction d3. Cela permet d’empêcher le retrait de la première partie de rétention 92 de l’organe de maintien 90 par la partie de guidage 76 du passage 75 dans le premier sens S1 de la direction du premier axe A1 .

[0081] Le passage 75 formé à travers la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 comprend une partie d’insertion 77 adaptée pour insérer la première partie de rétention 92 de l’organe de maintien 90 à travers le passage 75 formé à travers l’élément de liaison 71 . La partie d’insertion 77 est située au niveau d’une extrémité de la partie de guidage 76 du passage 75 selon la première direction d1 .

[0082] La portion cylindrique 91 de l’organe de maintien 90 traverse également un troisième trou 56 formé à travers le premier élément de structure 51. L’organe de maintien 90 comprend une seconde partie de rétention 93 dans un second sens S2 selon le premier axe A1 qui est reliée à une seconde extrémité de la portion cylindrique 91. La seconde partie de rétention 93 comprend une face d’appui en appui suivant la direction du premier axe A1 sur la face externe du premier élément de structure 51 . [0083] Le premier élément de structure 51 comprend notamment un renfoncement autour du troisième trou 56, de sorte que la face externe du premier élément de structure 51 forme un épaulement sur lequel la face d’appui de la seconde partie de rétention 93 est en contact. La seconde partie de rétention 93 est alors entièrement reçue dans le renfoncement. Le troisième élément de structure 53 peut ainsi venir recouvrir une zone de la face externe du premier élément de structure 51 au niveau de laquelle est formé le renfoncement.

[0084] Il est maintenant plus particulièrement fait référence à la figure 9 qui représente schématiquement un procédé d’assemblage de l’ensemble pour turbomachine tel que décrit ci-avant.

[0085] Le procédé comprend une première étape visible à la figure 9a. La première étape comprend l’application du deuxième élément de structure 52 sur la face externe du premier élément de structure 51 de sorte que le trou 57 formé à travers le deuxième élément de structure 52 est aligné avec le premier trou 54 formé à travers le premier élément de structure 51 .

[0086] Le procédé comprend une deuxième étape visible à la figure 9b. La deuxième étape comprend l’insertion de l’organe de maintien 90 dans le troisième trou 56 formé à travers le premier élément de structure 51 de sorte que la face d’appui de la seconde partie de rétention 93 est en appui suivant la direction du premier axe A1 sur la face externe du premier élément de structure 51. La seconde partie de rétention 93 est notamment entièrement logée dans le renfoncement du premier élément de structure 51 .

[0087] Le procédé comprend une troisième étape visible aux figures 9c et 9d. La troisième étape comprend l’application du support 70 du dispositif d’écrou 60 sur la face interne du premier élément de structure 51 de sorte que l’écrou 61 retenu dans le premier logement 72 et l’écrou 61 retenu dans le deuxième logement 72 sont respectivement alignés avec le premier trou 54 et le deuxième trou 55 formés à travers le premier élément de structure 51 .

[0088] Pour ce faire, l’application du support 70 du dispositif d’écrou 60 sur la face interne du premier élément de structure 51 comprend :

- l’insertion de la première partie de rétention 92 de l’organe de maintien 90 dans la partie d’insertion 77 du passage 75 formé à travers la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 ,

- le déplacement du support 70 par rapport au premier élément de structure 51 selon la première direction d1 comme représenté par la flèche F.

[0089] Cela permet de déplacer la portion cylindrique 91 de l’organe de maintien 90 suivant la première direction dans la partie de guidage 76 du passage 75 formé à travers la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 et de mettre la face d’appui de la première partie de rétention 92 en appui sur la face de la seconde partie 74 de l’élément de liaison 71 qui est opposée au premier élément de structure 51 .

[0090] Le procédé comprend une quatrième étape visible à la figure 9d. La quatrième étape comprend la fixation du support 70 du dispositif d’écrou 60 au premier élément de structure 51.

[0091] La fixation du support 70 du dispositif d’écrou 60 au premier élément de structure 51 peut comprendre :

- l’insertion de la première vis 63 à travers le trou 57 formé à travers le deuxième élément de structure 52 et le premier trou 54 formé à travers le premier élément de structure 51 ;

- le vissage de la première vis 63 dans l’écrou 61 retenu dans le premier logement 72 du support 70 de dispositif d’écrou 60.

[0092] Le procédé comprend une cinquième étape visible à la figure 9e. La cinquième étape comprend :

- l’application du troisième élément de structure 53 sur la face externe du premier élément de structure 51 de sorte que le trou 58 formé à travers le troisième élément de structure 53 est aligné avec le deuxième trou 55 formé à travers le premier élément de structure 51

- l’insertion de la deuxième vis 63 à travers le trou 58 formé à travers le troisième élément de structure 53 et le deuxième trou 55 formé à travers le premier élément de structure 51 ;

- le vissage « en aveugle » de la deuxième vis 63 dans l’écrou 61 retenu dans le deuxième logement 72 du support 70 de dispositif d’écrou 60.

[0093] L’organe de maintien 90 remplit ici une fonction d’antirotation de l’écrou 61 du deuxième logement 72 lors du vissage de la deuxième vis 63.