TITRE : Ensemble récupérateur de fluide.

Domaine technique de l’invention

Le présent document concerne un ensemble récupérateur de fluide, de préférence, pour une turbine basse pression d’une turbomachine.

Etat de la technique antérieure

La Figure 1 représente classiquement une portion de turbomachine à gaz pour aéronef connu, comprenant un carter 1 d'échappement. Le carter d'échappement 1 est mieux visible en Figure 2. Le carter 1 d'échappement est en général disposé en sortie d'une turbine 25, le plus souvent la turbine basse-pression, et avant une tuyère d'éjection (non représentée) où les gaz sortent de la turbomachine, vers l’aval.

L'amont (AM) et l'aval (AV) sont définis par rapport au sens d'écoulement du flux gazeux dans la turbomachine 10, parallèlement à l’axe X qui est donc l'axe d'écoulement des flux gazeux dans la turbomachine, d'amont en aval, et autour duquel les éléments tournants (de rotor) tournent lorsque la turbomachine fonctionne. Le sens du flux gazeux d'amont vers l’aval dans la turbomachine est représenté par la flèche F de la figure 1.

Le carter 1 d'échappement est une pièce structurale, qui sert notamment à maintenir la structure de la turbomachine.

De façon conventionnelle, le carter 1 d'échappement est entouré par une nacelle symbolisée par la référence 4 sur la figure 1 qui permet de caréner la turbomachine pour la protéger de l’environnement extérieur.

Le carter 1 d'échappement comprend un moyeu 2 présentant la forme d’une couronne qui est agencé à l’intérieur d’une couronne 3 externe ou virole. Entre le moyeu 2 et la couronne 3 externe sont disposés une pluralité de bras 10 structurels. Ces bras 10 structurels, qui peuvent notamment être radiaux ou tangentiels, sont disposés de manière circonférentielle (donc autour de l’axe X) et relient le moyeu 2 à la couronne 3 externe.

Est radial (axe Z) tout élément s’étendant perpendiculairement à l'axe X et à l’axe Y (voir figure 2). Les bras structurels peuvent être principalement radiaux ou principalement tangentiels (tendant vers l’axe Y). Un bras qui s’étend principalement radialement/tangentiellement par rapport au moyeu 2, s’étend majoritairement dans la direction radiale/tangentielle. Les bras 10 figures 1-2 sont principalement radiaux mais ils pourraient être principalement tangentiels.

Les espaces entre les bras 10 définissent des ouvertures 5 d'échappement, dans lesquelles circule le flux d’air primaire de la turbomachine provenant de chambre de combustion. Afin de fixer la couronne externe 3, celle-ci présente, notamment en extrémité amont, au moins une bride 11. La bride 11 s'étend sur tout ou partie de la circonférence externe de la couronne externe 3. Il s'agit en général d'une collerette radiale s'étendant vers l’extérieur à partir de la circonférence de la couronne externe 3.

Il est connu que le carter d’échappement peut comporter une rainure qui est formée en aval et à proximité de la bride de fixation amont de ce carter et qui constitue une zone morte, c’est- à-dire à l’abri du flux primaire. Il est fréquent que des fluides, tel que de l’eau, du carburant et/ou de l’huile, soient retenus dans une zone située à 6 heures, c’est-à-dire à un point bas, dans cette rainure. En effet, lors d’un re-démarrage du moteur suite à un démarrage avorté, par exemple, du carburant se retrouve au niveau de la rainure. Pour éviter que de tels fluides puissent stagner dans la turbine basse pression, ces fluides doivent donc pouvoir être drainés hors du moteur sans impacter la nacelle enveloppant le moteur.

Afin d’assurer le drainage, la turbine basse pression doit avoir un ou plusieurs conduits d’évacuation au point le plus bas possible. Ce conduit d’évacuation évacue les fluides pouvant se trouver dans la rainure de la turbine basse pression vers un bol récupérateur.

A l’heure actuelle, la turbine basse pression possède un ensemble récupérateur de fluide 40 comprenant deux conduits d’évacuation 42 qui sont vissés aux embouts 44 comme illustré en Figure 3.

Cependant, après un certain temps d’usage, les embouts 44 qui sont soudés au carter et reliés au conduit d’évacuation 42 peuvent s’endommager, voir se casser. Actuellement, le remplacement desdits embouts 44 nécessite un démontage du carter 1 de la turbomachine. En outre, la soudure des embouts 44 sur le carter 1 d’échappement est une opération difficile à réaliser et source de non conformités du carter 1 d’échappement pouvant conduire à des opérations de maintenances de reprise de soudure.

Le présent document vise à remédier à ces inconvénients, de manière simple, fiable et peu onéreuse.

Présentation de l’invention

A cet effet, le présent document concerne un ensemble récupérateur de fluide pour turbine de turbomachine, telle qu’une turbine basse pression, s’étendant autour d’un axe et comprenant une paroi annulaire comportant un premier orifice et un second orifice espacés l’un de l’autre selon la direction circonférentielle autour de l’axe, un premier embout tubulaire présentant une portion d’extrémité insérée dans le premier orifice de la paroi annulaire et un second embout tubulaire présentant une portion d’extrémité insérée dans le second orifice de la paroi annulaire, une pièce de liaison entre le premier embout et le second embout, la portion d’extrémité du premier embout étant vissée dans un premier orifice de la pièce de liaison et la portion d’extrémité du second embout étant vissée dans un second orifice de la pièce de liaison, la pièce de liaison étant agencée d’un côté de la paroi annulaire et le premier et second embouts comprenant des portions d’embout agencées de l’autre côté opposé de la paroi annulaire, des moyens de blocage en rotation du premier embout et du second embout autour de leur axe longitudinal respectif.

Ce système autorise une réparation de l’embout tubulaire sans avoir à démonter le carter d’échappement, cette opération peut ainsi être effectuée sous l’aile d’un avion. En outre, la liaison vissée à la place d’une liaison soudée offre la possibilité de pouvoir être montée ou remplacée par des outils standards et sans utiliser de méthode contraignante telle que la soudure. Par ailleurs, la combinaison d’une pièce de vissage des embouts et de moyens de blocage desdits embouts permet de bloquer en rotation ces derniers en rotation de manière simple et rapide.

Les moyens de blocage en rotation peuvent comprendre un fil fixé au premier embout et au second embout.

Le fil peut être fixé en tension au premier embout et au second embout de manière à ce que ladite tension sur le fil exerce une force de serrage de chacun du premier embout et du second embout sur ladite pièce. Ainsi, le dévissage du premier embout induit un serrage du second embout empêchant dès lors le dévissage plus avant du premier embout.

Le premier embout et le second embout peuvent être vissés selon un même sens de rotation dans ladite pièce.

Ladite pièce peut être une barre comportant à une première extrémité le premier orifice de la pièce de liaison et à une seconde extrémité opposée à la première extrémité, le second orifice de la pièce de liaison. La barre peut, par exemple, être plane.

Le premier embout et le second embout peuvent être chacun reliés en aval à un conduit d’évacuation de fluide.

Le conduit d’évacuation peut être porté par la paroi annulaire.

Une entretoise peut être montée entre chaque embout et une face de la paroi annulaire. Chaque embout peut comporter à l’extrémité aval une tête apte à coopérer avec un outil de vissage.

Le présent document concerne également un carter d’échappement de turbomachine comportant un ensemble récupérateur de fluide tel que décrit ci-dessus, le carter pouvant comprendre un moyeu interne, une virole annulaire externe et des bras structurels reliant ladite le moyeu à ladite virole annulaire, ladite virole annulaire comportant une portion annulaire amont formée par ladite paroi annulaire.

Le présent document concerne encore un procédé de montage d’un ensemble récupérateur de fluide comme précité, ledit ensemble comprenant les étapes :

- placer et maintenir la pièce de liaison sur une face amont de la paroi annulaire,

- insérer le premier embout tubulaire et le second embout tubulaire dans un premier orifice et un second orifice de la paroi annulaire et les visser dans la pièce, - bloquer en rotation le premier embout et le second embout autour de leur axe de rotation respectif à l’aide moyens de blocage en rotation.

Brève description des figures

[Fig. 1 ] est une représentation de la partie haute d’une portion de turbomachine (angle azimutal de 6 heures, au point bas) comprenant un carter d’échappement selon l’art antérieur,

[Fig. 2] est une représentation en perspective vue de l’amont vers l’aval d’un carter d’échappement, voir zone II de la Figure 1 , selon l’art antérieur,

[Fig. 3] est une solution de l’art antérieur à embout soudé sur le carter, situé en zone III des Figures 1-2 ;

[Fig. 4] est un mode de réalisation d’un ensemble récupérateur de fluide selon le présent document monté sur un carter d’échappement ;

[Fig. 5] est une représentation vue depuis l’aval du mode de réalisation représenté en Figure 4 selon l’invention,

[Fig. 6] est une représentation vue depuis l’amont du mode de réalisation représenté en Figure 4,

[Fig. 7] est une vue éclatée du système de fixation selon l’invention.

Description détaillée de l’invention

Les figures 4, 5, 6, 7 illustrent un mode de réalisation selon le présent document d’un ensemble récupérateur de fluide 40 pour turbine 25 basse pression d’une turbomachine. Cet ensemble récupérateur de fluide 40 s’étend autour d’un axe et comprend une paroi annulaire 46 comportant un premier orifice 48 et un second orifice 50 espacés angulairement l’un de l’autre (espacés circonférentiellement autour de l’axe X). La paroi annulaire présente en section une forme incurvée et est reliée à l’extrémité amont d’une couronne externe 3 d’un carter 1 de la turbomachine comme décrit précédemment. L’extrémité amont de la paroi annulaire 46 est reliée à une bride 52 annulaire radiale d’accrochage du carter d’échappement 1 à la turbine 25 basse pression. L’anneau 54 est accroché par un crochet 55 du carter 1. Cet anneau 54 abradable est agencé en vis-à-vis radial des extrémités radialement externes de la dernière rangée annulaire rangée annulaire d’aubes mobiles 56 de la turbine basse pression.

La paroi annulaire 46 comprend un premier orifice 48 dans lequel est monté depuis l’aval un premier embout 44a et un second orifice 50 angulairement espacé du premier orifice 48 et dans lequel est monté depuis l’aval un second embout 44b. Le premier embout 44a et le second embout 44b comprennent chacun une portion d’extrémité pourvu d’un filetage vissé dans un filetage correspondant d’une même pièce 58 présentant la forme d’une barre (figure 7). Afin de pouvoir visser le premier embout 44a et le second embout 44b, chaque embout 44a, 44b comporte à l’extrémité aval une tête 61 , 63 apte à coopérer avec un outil pour le vissage de chaque embout dans un orifice de la pièce de liaison.

La barre 58, qui est ici plane mais pourrait avoir une autre forme, est agencée par rapport à la paroi annulaire 46 du côté opposé aux premier 44a et second embouts 44b, c’est-à-dire à l’amont de la paroi annulaire 46. Cette barre 58 comporte à chacune de ses extrémités un premier 57 et second 59 orifice. Une entretoise 60a, 60b est montée entre chaque embout 44a, 44b et la face aval de la paroi annulaire 46.

Des moyens de blocage en rotation du premier embout 44a et du second embout 44b autour de leur axe respectif sont employés. Il s’agit d’un fil 62 fixé au premier embout 44a et au second embout 44b. Le fil 62 est fixé en tension au premier embout 44a et au second embout 44b de manière à ce que ladite tension sur le fil 62 exerce une force de serrage de chacun du premier embout 44a et du second embout 44b sur la barre plane 58. Plus particulièrement, dans le cas où le sens de vissage du premier embout 44a est le même que celui du second embout 44b, le fil 62 sera fixé à une première extrémité à une partie supérieure de premier embout 44a et à une seconde extrémité 44b à une partie inférieure du second embout 44b. Ainsi, le fil 62 forme un angle avec un axe non nul passant l’axe des deux embouts 44a, 44b et perpendiculaires à ces deux axes. Dans le cas où les embouts 44a, 44b présentent des sens de vissage opposés, les deux extrémités du fil 62 seront fixées à la partie supérieure ou à la partie inférieure des embouts 44a, 44b selon une direction radiale vis-à-vis de l’axe X.

Il est à noter que le premier embout 44a est vissé dans un premier orifice de ladite barre 58 plane et que le second embout est vissé selon un même sens de rotation dans un second orifice de ladite barre 58 plane. Le premier embout et le second embout sont chacun reliés en aval à un conduit d’évacuation 42 de fluide porté par la paroi annulaire 46. Ce conduit d’évacuation 42 comprend à l’aval un collier 64 auquel est vissé une plaque coudée 66 au moyen d’un système vis-écrou 67. Cette plaque coudée 66 est elle-même vissée au carter 1 d’échappement grâce à un même système de vis-écrou 68. Le conduit d’évacuation 42 permet une circulation d’huile depuis le carter jusqu’à des écopes de récupération agencées en sortie desdits conduits 42. Les écopes présentent une forme évasée permettant de faciliter l’écoulement d’huile depuis les conduits 42 vers les écopes.

Ce système permet de pouvoir réparer l’embout 44a, 44b tubulaire sans avoir à démonter le carter 1 d’échappement. En outre, la liaison vissée à la place d’une liaison soudée offre la possibilité de pouvoir être montée ou remplacée par des outils standards et sans utiliser de méthode contraignante telle que la soudure. Par ailleurs, les moyens de blocage en rotation permettent d’éviter le dévissement desdits embouts 44a, 44b.

En préalable au montage des deux embouts 44a, 44b tubulaires espacés angulairement l’un de l’autre et soudés à ladite paroi annulaire 46, il est nécessaire de procéder aux étapes suivantes : - démonter les éléments d’arrière corps nécessaires pour accéder au carter 1 d’échappement,

- démonter les conduits d’évacuation 42, les colliers 64 et les plaques coudés 66,

- découper lesdits embouts 44a, 44b tubulaires soudés au niveau de l’extrémité de jonction desdits embouts 44a, 44b tubulaires soudés avec la paroi annulaire 46,

- percer la virole du carter 1 d’échappement pour agrandir les orifices 48, 50 d’insertion desdits embouts 44a, 44b tubulaire,

- insérer le premier embout 44a tubulaire et le second embout 44b tubulaire dans un premier orifice 48 et un second orifice 50 de la paroi annulaire 46 et les visser dans la barre 58 comportant à ses extrémités le premier orifice 57 et le second orifice 59,

- bloquer en rotation le premier embout 44a et le second embout 44b autour de leur axe de rotation respectif à l’aide desdits moyens de blocage en rotation 62.