BR112015009659B1 - cubo de cárter de escapamento de uma turbomáquina, cárter de escapamento para uma turbomáquina e turbomáquina - Google Patents

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Abstract

CUBO DE CÁRTER DE ESCAPAMENTO DE UMA TURBOMÁQUINA, CÁRTER DE ESCAPAMENTO PARA UMA TURBOMÁQUINA E TURBOMÁQUINA A presente invenção trata de modo geral do campo das turbomáquinas, e mais particularmente dos cárteres de escapamento das turbomáquinas. A presente invenção trata um cubo (2) de cárter (1) de escapamento (1) de uma turbomáquina, que compreende uma parede de conexão (22) e uma parede de canal interno (20), sendo que a parede de conexão (22) conecta a parede de canal interno (20) a alças de fixação internas (24),no qual uma seção radial da parede de conexão (22) é curva e pode, se for o caso, ser formada uma única peça com a parede de canal interno (20), e o cubo compreende, ainda, uma série de nervuras (28) que se estendem radialmente entre a parede de conexão (22) e a parede de canal interno (20).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se de modo geral ao campo das turbomáquinas, e mais particularmente dos cárteres de escapamento das turbomáquinas.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Uma turbomáquina apresenta uma direção principal que se estende ao longo de um eixo longitudinal, e comporta tipicamente, de montante a jusante no sentido de escoamento dos gases, uma ventoinha, um compressor de baixa pressão, um compressor de alta pressão, uma câmara de combustão, uma turbina de alta pressão, e uma turbina de baixa pressão que compreende, em particular, um cárter de escapamento. O cárter de escapamento contribui para delimitar o canal primário do fluido (ou fluxo dos gases) que atravessa a turbomáquina, e assegura, por meio do suporte de mancais, a concentricidade entre o rotor e o estator da turbomáquina, bem como a conexão do jusante do motor à nacela. O cárter de escapamento é, portanto, uma das principais peças de estrutura do motor sujeita a níveis térmicos muito elevados, e no qual transitam cargas de desequilíbrios extremos.
[003] Esse cárter de escapamento compreende convencionalmente: - um cubo, centrado no eixo da turbomáquina, - uma virola externa, coaxial com o cubo, e - um conjunto de braços, ou mangas, que ligam o cubo e a virola externa.
[004] O cubo compreende geralmente um flange (de formas muito diversas), conectado em uma parte interna, a um (ou alguns) suporte(s) de mancal(ais) destinados a centrar o rotor no eixo da turbomáquina, e em uma parte externa, ao cone de saída (ou cone de escapamento, ou “Plug” em inglês) através uma alça de fixação externa. Esse flange é, além disso, coberto com uma chapa que delimita o canal, em sua porção inferior, e que apresenta aberturas adaptadas para receber os braços.
[005] Esses cubos são tradicionalmente de forma muito pouco deformável (denominadas em Y ou H entre outras), e esse tipo de arquitetura provoca fortes tensões no resto do cárter, por exemplo, na interseção entre a borda de ataque dos braços e o(s) flange(s). Além disso, quando a turbomáquina está em funcionamento, o cárter de escapamento é submetido a temperaturas muito elevadas e a gradientes térmicos transitórios muito altos. É particularmente o caso do cubo, entre sua parte inferior, isto é, nas alças de fixação do suporte de mancais, e sua parte superior, isto é, na sua chapa do duto. Finalmente, o cubo deve ser capaz de suportar, em termos de resistência à ruptura, os esforços e momentos que resultam da perda de uma pá.
[006] É, portanto, necessário que o cubo seja suficientemente rígido. Entretanto, ele precisa igualmente ser capaz de admitir mecanicamente uma deformação interna suficiente (ou, se ele estiver associado a braços tangenciais, uma rotação livre em torno do eixo do cárter) para poder assegurar o tempo de vida global do cárter de escapamento.
[007] Considerando a rigidez do cubo, as tensões devidas aos fortes gradientes térmicos (diferenças de temperaturas médias e/ou locais) transitórias são deslocadas para a virola externa e, em particular, para as bordas de ataque e de fuga dos braços. Entretanto, tornando o cubo do cárter de escapamento mais flexível para distribuir as deformações e limitar as tensões aplicadas às diferentes peças que o constituem, ele fica mais sensível a seu ambiente externo na turbomáquina, em particular em vibração e sob cargas extremas. É, portanto, necessário manter uma rigidez mínima a fim de que ele permaneça estável e robusto mesmo em caso de mudança das tensões mecânicas e vibratórias sofridas pela turbomáquina (modificação dos campos térmicos, das cargas extremas, etc.).
[008] O que se procura é, portanto, propor um cubo que seja ao mesmo tempo capaz de compensar as dilatações térmicas e uniformizar as deformações radiais em 360° na intersecção da parede de canal interna e da borda de ataque dos braços, sem, porém, impedir as deformações do resto do cárter de escapamento a fim de evitar sua degradação prematura.
[009] As soluções propostas atualmente não são geralmente aplicáveis a qualquer tipo de turbomáquina, pois elas implicam frequentemente a adição de peças, que representam ao mesmo tempo um sobrecusto e uma massa não desprezíveis, são de implementação muito complexa, ou são muito volumosas.
[010] Por exemplo, a fim de compensar as dilatações relativas das diferentes partes do cárter, foi proposto integrar tangencialmente em vez de radialmente os braços entre o cubo e a virola externa. Dessa maneira, durante as dilatações relativas das peças devidas aos gradientes térmicos no cárter de escapamento, o cubo gira em relação à virola externa, o que permite evitar a perfuração dos braços e o risco de perfuração da virola externa por deformações relativas diferentes entre duas ou mais peças adjacentes. Entretanto, em certos cárteres de escapamento, a distância entre o cubo e a virola externa é muito curta, o que limita a possibilidade de utilizar tais braços tangenciais. Essa solução não pode, portanto, ser considerada para todos os tipos de turbomáquinas.
[011] Foi igualmente proposto realizar a chapa de duto e o flange em duas peças distintas, a fim de permitir seu movimento relativo durante a dilatação térmicas das peças em funcionamento e de reduzir assim as tensões aplicadas nelas e em sua intersecção com os braços. Entretanto, a separação da chapa de duto do cubo implica o uso de meios de fixação adicionais, tais como flanges e porcas, o que aumenta o tamanho do cubo e aumenta, portanto, a massa global e o custo do cárter. Vazamentos consideráveis do fluxo nos interstícios podem, ainda, resultar dessa forma de realização. Permanece, portanto, para certos cárteres de escapamento a necessidade de formar o flange e a chapa de duto integralmente, isto é, em uma só peça.
[012] Foi igualmente proposto no documento JP 09 324699, um cubo de um cárter de uma turbomáquina que compreende uma parede de canal interno, a partir da qual se estendem pás e uma parede de conexão de forma curva apropriada para conectar a parede de canal interno a uma alça de fixação interna. Todavia, a forma curva proposta por esse documento forma um obstáculo ao fluxo suscetível de provocar perturbações aerodinâmicas locais. Além disso, a concavidade na parte central da parede de conexão forma uma cavidade suscetível de gerar gradientes térmicos parasitas muito prejudiciais nesses níveis de temperaturas.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[013] Um objetivo da presente invenção é, portanto, propor um cubo bem como um cárter, em particular um cárter de escapamento, que possa ser adaptado em um maior número de turbomáquinas, que permita melhorar o tempo de vida do cárter, sendo ao mesmo tempo capaz de suportar as cargas vibratórias extremas (incluindo, por exemplo, as cargas induzidas pela perda de uma pá), isto é, as cargas provenientes das interfaces do cárter (tais como os mancais, o cone de saída, bem como todas as peças adjacentes ao cárter de escapamento) bem como os gradientes térmicos muito elevados que podem ser atingidos durante a operação desse tipo de cárter, e que atenda aos objetivos de tamanho, de massa e de flexibilidade, sendo ao mesmo tempo simples de realizar e por um custo moderado.
[014] Para isso, a presente invenção propõe um cubo de cárter de escapamento de uma turbomáquina, que compreende alças de fixação internas apropriadas para ser fixadas em um suporte de mancais, uma parede uma parede de conexão anular e uma parede de canal interno anular, sendo que a parede de conexão que conecta a parede de canal interno às alças de fixação internas, no qual uma seção radial da parede de conexão é curva, e o cubo compreende, ainda, uma série de nervuras que se estendem radialmente entre a parede de conexão e a parede de canal interno.
[015] O cubo apresenta, então, uma flexibilidade suficiente para lhe permitir suportar os gradientes térmicos muito elevados no cárter de escapamento e deixar “respirar” globalmente o cárter de escapamento a fim de não forçar muito intensamente a dilatação da virola externa. Além disso, as nervuras, que formam reforços localmente otimizados, permitem suportar as solicitações no caso de esforços e de momentos extremos gerados nas fronteiras do cubo pela eventual perda de uma pá de ventoinha. Finalmente, o cubo assim realizado está dimensionalmente adaptado às solicitações dinâmicas sofridas pelo cárter de escapamento, dentro da observação das especificações de massa, e pode ser obtido por uma única etapa de fundição, sem outras operações mecânicas ou de soldagem.
[016] Certas características preferidas, mas não limitativas, do cubo de cárter são as seguintes: - a parede de conexão, a parede de canal interno e as alças de fixação internas são formadas integralmente, - a curvatura da seção radial da parede de conexão é desprovida de ponto de inflexão, - a parede de conexão apresenta uma concavidade orientada a montante do cárter, - a seção radial da parede de conexão compreende alças de fixação internas perto da parede de canal interno, uma primeira porção, sensivelmente reta, que se estende radialmente em direção jusante do cubo e uma segunda porção, de forma curva, cuja concavidade está orientada a montante do cubo, - uma extremidade a montante (em relação ao sentido do fluxo gasoso no cárter de escapamento) da parede de conexão, situada na junção entre a parede de conexão e a parede de canal interno, apresenta uma tangente sensivelmente paralela à parede de canal interno, - o cubo compreende, ainda, uma sobre-espessura na intersecção entre a parede de canal interno e a parede de conexão, - o cubo compreende, ainda, primeiras porções dos braços, que se estendem a partir da parede de canal interno e formadas integralmente com ela, e adaptadas para ser fixadas em segundas porções de braços complementares do cárter, - a sobre-espessura se estende perpendicularmente a uma borda de ataque das primeiras porções dos braços, e - o cubo compreende, ainda, uma aresta anular que se estendem radialmente a partir da parede de canal interno a jusante da série de nervuras.
[017] De acordo com um segundo, a presente invenção propõe igualmente um cárter de escapamento para uma turbomáquina, que apresenta uma direção principal que se estende ao longo de um eixo longitudinal e que compreende: - um cubo como descrito acima, centrado no eixo longitudinal, - uma virola externa, coaxial com o cubo, e - um conjunto de braços que conecta a parede de canal interno do cubo à virola externa.
[018] De acordo com um terceiro aspecto, a presente invenção propõe uma turbomáquina que compreende tal cárter.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[019] Outras características, finalidades e vantagens da presente invenção aparecerão melhor com a leitura da descrição detalhada a seguir, feita em relação às figuras anexas dadas a título de exemplos não limitativos.
[020] A figura 1 é uma vista corte parcial de um exemplo de cárter de escapamento de uma turbomáquina de acordo com a presente invenção.
[021] A figura 2 é uma vista em perspectiva de um exemplo de realização de um cubo 2 de acordo com a presente invenção.
[022] A figura 3 é uma vista parcial em perspectiva do exemplo de cárter de escapamento da figura 1.
[023] A figura 4 é uma vista de detalhe da figura 1.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO
[024] No texto a seguir, a presente invenção vai ser descrita em sua aplicação a um cárter de escapamento de uma turbomáquina. Isso não é, porém, limitativo, na medida em que ela se aplica a qualquer cárter anular submetido a gradientes térmicos e que precisam ser capazes de suportar cargas elevadas.
[025] Um cárter de escapamento 1 de uma turbomáquina de acordo com a presente invenção apresenta uma direção que se estende ao longo de um eixo longitudinal X e compreende: - um cubo 2, centrado no eixo X do cárter de escapamento 1, - uma virola externa 3, coaxial com o cubo 2, e - um conjunto de braços 4, que conectam o cubo 2 e a virola externa 3.
[026] O cubo 2 é de forma globalmente anular e é adaptado para ser conectado internamente a suportes de mancal 5 através das alças de fixação internas 24, e a jusante, em uma parte externa, a um cone de saída de escapamento através das alças de fixação externas 26.
[027] O cubo 2 compreende uma parede de canal interno 20 anular, posicionada diante da virola externa 3, adaptada para delimitar o canal interno de fluxo de gás, da qual se estende radialmente para dentro uma parede de conexão 22 anular. Como ilustrado na figura 1, a interseção entre a parede de conexão 22 e a parede de canal interno 20 pode se encontrar perpendicularmente à borda de ataque BA dos braços 4 do cárter de escapamento 1, e compreende uma sobre-espessura praticada a fim de uniformizar nessa área os deslocamentos axiais em 360° e limitar a criação de sobre-tensões.
[028] As alças de fixação internas 24 são formadas em uma peça com a parede de conexão 22, e se estendem a partir de sua extremidade livre 23, ao passo que as alças de fixação externas 26 são formadas integralmente com a parede de canal interno 20 e se estendem a partir de sua extremidade livre 21.
[029] Uma seção radial (isto é, em um plano normal ao eixo longitudinal X) da parede de conexão 22 é curva e apresenta uma forma de lira ou de vírgula, o que permite tornar o cubo 2 suficientemente flexível para acompanhar a dilatação dos braços 4 e da virola externa 3, mas suficientemente rígido de um ponto de vista térmico e mecânico na interseção entre a parede de canal interno 20 e a borda de ataque dos braços 4 para uniformizar as deformações radiais a 360° na parede de canal interno 20. A concavidade da seção radial da parede de conexão 22 está orientada a montante, sem ponto de inflexão, a fim de poder se deformar (abrindo-se ou fechando-se) e compensar as dilatações relativas causadas pelos gradientes térmicos do cubo 2 em relação à virola externa 3 no cárter de escapamento 1. A parede de conexão 22 pode, de fato, se deformar em flexão sob o efeito das diferentes deformações, graças a sua forma que a torna mais flexível.
[030] Por exemplo, como ilustrado, por exemplo, na figura 4, a seção radial da parede de conexão 22 pode compreender, alças de fixação internas 24 na parede de canal interno 20: - uma primeira porção 22a, sensivelmente reta, que se estende radialmente em direção da alça de fixação externa 26. Essa primeira porção apresenta, portanto, uma seção radial globalmente inclinada a jusante (no sentido do fluxo dos gases no cárter de escapamento) em um ângulo α compreendido entre 20° e 60°, de preferência da ordem de 40°. Aqui, o ângulo α é medido entre o eixo Xa ao longo do qual se estende a primeira porção 22a da parede de conexão, e o eixo Y sensivelmente perpendicular ao eixo do cárter de escapamento que passa pela borda de ataque BA do braço 4; - uma segunda porção 22b de forma curva, cuja concavidade está orientada a montante do cubo 2. Por exemplo, a seção radial da segunda porção 2b pode apresentar um raio R2 compreendido entre 15 mm e 30 mm, de preferência entre 15 mm e 20 mm, por exemplo da ordem de 18,5 mm, e - uma terceira porção 22c, de forma curva, cuja concavidade está orientada a montante do cubo e cuja extremidade a montante está situada na junção entre a parede de conexão 22 e a parede de canal interno 20. Nessa segunda extremidade a montante, a terceira porção 22c apresenta uma tangente sensivelmente paralela à parede de canal interno 20, de modo a formar uma junção suavizada que não perturba o fluxo no cárter de escapamento. A terceira porção 22c e a parede de canal interno 20 apresentam, portanto, um ponto de tangência. Por exemplo, a seção radial da terceira porção apresenta um raio R1 compreendido entre 5 mm e 20 mm, de preferência entre 10 mm e 15 mm, por exemplo da ordem de 12 mm.
[031] A segunda porção 22b e a terceira porção 22c formam juntas a parte côncava da parede de conexão 22.
[032] A primeira porção 22a, de um lado, e a segunda porção 22b e a terceira porção 22c, de outro lado, apresentam uma comprimento curvilíneo sensivelmente igual. Além disso, a interseção entre a parede de conexão 22 e a parede de canal interno 20 é geralmente na vertical acima da extremidade livre 23 da parede de conexão 22, isto é, no mesmo plano radial que passa pelo eixo X do cárter 1.
[033] A parede de conexão 22 pode ser relativamente fina. Por exemplo, a espessura da parede de conexão pode ser da ordem da espessura da parede de canal interno, ou seja, entre 1 mm e 3 mm.
[034] Durante as diferentes solicitações sofridas pelo cubo 2, o cubo 2 pode, portanto, se deformar no nível da parede de conexão 22 que se abre e se curva (sendo que sua curvatura é então maior do que em repouso) ou se alonga e tende a afastar a parede de canal interno 20 da alça de fixação interna 24, evitando, assim, danificar o resto do cubo 2 ou o cárter de escapamento 1.
[035] A parede de canal interno 20 pode ser formada integralmente com a parede de conexão 22, isto é, em uma só peça, de modo a eliminar os riscos de vazamentos e reduzir o tamanho e a massa global do cubo 2. Ela é, ainda, relativamente fina a fim de otimizar a massa global do cubo 2, exceto na borda de ataque BA onde, como se verá mais adiante, a parede de canal interno 20 pode apresentar uma sobre-espessura anular 29 a fim de uniformizar as deformações radiais acima de 360°.
[036] A parede de canal interno 20 e a parede de conexão 22 são, de preferência, obtidas por moldagem em um material convencional para o cubo 2, isto é, um material capaz de resistir, durante um longo uso, às altíssimas temperaturas sofridas por o cubo 2 (da ordem de 650°C a 700°C) suportando ao mesmo tempo a fadiga oligocíclica e vibratória e mostrando boa resistência à carga. Por exemplo, as paredes 20 e 22 podem ser realizadas em uma liga de níquel-cromo.
[037] Os braços 4 do cárter de escapamento 1 se estendem entre a parede de canal interno 20 do cubo 2 e a virola externa 3. Para questões de exequibilidade, os braços 4 são, de preferência, realizados em duas partes, uma primeira parte 42, que forma a base dos braços 4, que se estende radialmente a partir da parede de canal interno 20, e uma segunda parte 44, que forma o corpo dos braços 4, que se estende radialmente a partir da virola externa 3.
[038] As bases 42 são, de preferência, realizadas integralmente com a parede de canal interno 20 do cubo 2, ao passo que os corpos 44 podem ser formados integralmente com a virola 3, por exemplo por moldagem. As duas partes dos braços 42, 44 são então posicionadas frente a frente de modo a serem ligadas uma na outra, por exemplo por soldagem ao longo de um plano de soldagem 43, a fim de conectar o cubo 2 e a virola externa 3.
[039] De acordo uma forma de realização, as bases 42 se estendem sobre uma altura inferior ou igual a um quarto da altura total dos braços 4. A desmoldagem do cubo 2, formado, de uma parte, pelas alças de fixação internas 24 e externas 26, pelas paredes de conexão 22, pelo canal interno 20 e pelas bases 42, pode então ser realizada mais facilmente que se o plano de soldagem 43 e da parede do canal interno 20. As bases 42 possuem, todavia, uma altura não nula a fim de não interferir, considerando o plano de soldagem 43, com o raio de conexão dos braços 4 com a parede de canal interno 20.
[040] A fim de melhorar o desempenho sob carga, em particular sob cargas extremas (perda de pá, etc.) ou dos mancais, a parede de canal interno 20 do cubo 2 pode, ainda, compreender nervuras 28. As nervuras 28 se estendem de preferência entre a parede de canal interno 20 e a parede de conexão 22, diante dos braços 4 do cárter de escapamento 1. Isso melhora a resistência às deformações do cubo 2 que resultam tensões térmicas e do carregamento de cargas extremas.
[041] Por exemplo, o cubo 2 pode compreender duas nervuras 28 diante de cada 4 do cárter de escapamento 1.
[042] As nervuras 28 podem ser formadas integralmente com a parede de canal interno 20 e a parede de conexão 22. Como ilustrado nas figuras 2 e 3, as nervuras podem compreender, cada uma, duas arestas radiais 28a, 28b, posicionadas no prolongamento da parede superior e da parede inferior respectivamente, e que se estendem paralelamente ao eixo X da parede de conexão 20 em direção à extremidade a jusante 21 da parede de canal interno 20, até perpendicularmente à borda de fuga BF dos braços 4. As arestas radiais 28a, 28b das nervuras possuem, consequentemente, em primeiro lugar, uma forma convergente de montante para jusante no sentido do fluxo dos gases, e depois se unem, e são capazes, assim, de suportar melhor o carregamento imposto pelos braços 4 e o suporte de mancais ao cubo 2.
[043] A altura das nervuras 28 (na direção radial em relação ao eixo X) pode, ainda, variar entre sua extremidade a montante, na parede de conexão 20, e sua extremidade a jusante, perpendicularmente à borda de fuga BF dos braços 4. Aqui, a altura das nervuras 28 é máxima na parede de conexão 22, e depois diminui na direção a jusante até que as arestas 28a e 28b se unam, onde ela se estabiliza até a extremidade a jusante das nervuras 28, como ilustrado nas figuras 2 e 3, a fim de otimizar a massa global do cubo 2 garantindo ao mesmo tempo seu desempenho sob carga com as nervuras 28.
[044] Além disso, o cubo 2 pode ainda compreender um reforço 28c, que permite distribuir uniformemente as deformações radiais em 360° a jusante da parede de canal interno 20, nas proximidades das bordas de fuga BF dos braços 4 e sustentar as nervuras sob as cargas que transitam por essas nervuras. O reforço 28c pode, em particular, ser uma aresta anular coaxial ao cubo 2, que se estende radialmente a partir da parede de canal interno 20 na extremidade a jusante nervuras 28, ou seja, perpendicularmente à borda de fuga BF dos braços 4. Aqui, o reforço 28c se estende sobre uma altura igual à altura da extremidade a jusante das arestas 28a, 28b da nervura 28.
[045] Finalmente, o cubo 2 pode ainda compreender uma sobre- espessura 29 anular na interseção entre sua parede de conexão 22 e sua parede de canal interno 20, perpendicularmente à borda de ataque BA dos braços 4. Essa sobre-espessura 29, que é visível nas figuras 1 e 3, permite, de fato, uniformizar as deformações radiais acima de 360° da parede de canal interno 20 apesar das tensões térmicas ou de carga sofridas pelo cárter de escapamento 1. Essa sobre-espessura 29 permite ainda reforçar localmente o cubo 2 e melhorar sua resistência às solicitações no caso de esforços e de momentos extremos gerados nas fronteiras do cubo 2 pela eventual perda de uma pá de ventoinha.
[046] A sobre-espessura 29 é, de preferência, local e não se estende sobre toda a parede do canal interno 20, e permanece fina a fim de reduzir a massa global do cubo 2. Por exemplo, a sobre-espessura pode apresentar uma seção radial de espessura compreendida entre 4 mm e 8 mm, tipicamente da ordem de 5 mm. Como se pode ver nas figuras, a sobre- espessura 29 pode estar posicionada na junção entre a parede de conexão 22 e a parede de canal interno 20, e se estende globalmente ao longo da terceira porção 22c da parede de conexão 22.

Claims (12)

1. CUBO (2) DE CÁRTER (1) DE ESCAPAMENTO DE UMA TURBOMÁQUINA, que compreende alças de fixação internas (24) adaptadas para serem fixadas a um suporte de mancais (5), uma parede de conexão (22) anular e uma parede de canal interno (20) anular, e a parede de conexão (22) conecta a parede de canal interno (20) nas alças de fixação internas (24), e uma seção radial da parede de conexão (22) sendo curva, o cubo (2) sendo caracterizado por compreender ainda uma série de nervuras (28) que se estendem radialmente entre a parede de conexão (22) e a parede de canal interno (20).
2. CUBO (2) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela parede de conexão (22), a parede de canal interno (20) e as alças de fixação internas (24) serem formadas integralmente.
3. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela curvatura da seção radial da parede de conexão (22) ser desprovida de ponto de inflexão.
4. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela parede de conexão (22) apresentar uma concavidade orientada para montante do cárter (1).
5. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pela seção radial da parede de conexão (22) compreender alças de fixação internas (24) para a parede de canal interno (20): - uma primeira porção (22a) reta, que se estende radialmente em direção do jusante do cubo (2); e - uma segunda porção (22b, 22c), de forma curva, cuja concavidade está orientada para montante do cubo (2).
6. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por uma extremidade a montante da parede de conexão (22), situada na junção entre a parede de conexão (22) e a parede de canal interno (20), apresentar uma tangente paralela à parede de canal interno (20).
7. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por compreender ainda uma sobre-espessura (29) na interseção entre a parede de canal interno (20) e a parede de conexão (22).
8. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo cubo (2) compreender ainda primeiras porções de braço (42), que se estendem a partir da parede de canal interno (20) e formadas integralmente com ela, e adaptadas para serem fixadas nas segundas porções de braço (44) complementares do cárter (1).
9. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado pela sobre-espessura (29) se estender em ângulo reto com uma borda de ataque (BA) das primeiras porções de braço (42).
10. CUBO (2) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender ainda uma aresta anular (28c) que se estende radialmente a partir da parede de canal interno (20) a jusante da série de nervuras (28).
11. CÁRTER DE ESCAPAMENTO (1) PARA UMA TURBOMÁQUINA, caracterizado por apresentar uma direção principal que se estende ao longo de um eixo longitudinal (X) e que compreende - um cubo (2) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, centrado no eixo longitudinal (X), - uma virola externa (3), coaxial com o cubo (2), e - um conjunto de braços (4) que conecta a parede de canal interno (20) do cubo (2) à virola externa (3).
12. TURBOMÁQUINA, caracterizada por compreender um cárter de escapamento (1) conforme definido na reivindicação 11.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3013387B1 (fr) * 2013-11-20 2015-11-20 Snecma Support de palier presentant une geometrie facilitant l'evacuation des noyaux de fonderie
US11274563B2 (en) * 2016-01-21 2022-03-15 General Electric Company Turbine rear frame for a turbine engine
FR3048015B1 (fr) * 2016-02-19 2020-03-06 Safran Aircraft Engines Aube de turbomachine, comprenant un pied aux concentrations de contrainte reduites
US10343765B2 (en) * 2016-06-02 2019-07-09 United Technologies Corporation Toroidal spinner aft flange
FR3072712B1 (fr) * 2017-10-20 2019-09-27 Safran Aircraft Engines Partie arriere de turbomachine presentant un chemin d'efforts allonge entre un cone d'ejection et une virole interne de carter d'echappement
US10746049B2 (en) * 2018-03-30 2020-08-18 United Technologies Corporation Gas turbine engine case including bearing compartment
FR3091904A1 (fr) * 2019-01-17 2020-07-24 Airbus Operations Structure interne d’un conduit d’ejection primaire
FR3097259B1 (fr) * 2019-06-12 2021-05-21 Safran Helicopter Engines Piece annulaire de support d’un palier pour une turbomachine
FR3097900B1 (fr) 2019-06-26 2021-06-04 Safran Aircraft Engines Support de palier de sortie de turbomachine
US11286814B1 (en) * 2020-09-17 2022-03-29 Pratt & Whitney Canada Corp. Exhaust duct of gas turbine engine
US11629615B2 (en) * 2021-05-27 2023-04-18 Pratt & Withney Canada Corp. Strut reinforcing structure for a turbine exhaust case
US11448097B1 (en) 2021-05-27 2022-09-20 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbine exhaust strut internal core structure
US11725525B2 (en) * 2022-01-19 2023-08-15 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Engine section stator vane assembly with band stiffness features for turbine engines
US11898467B2 (en) * 2022-02-11 2024-02-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Aircraft engine struts with stiffening protrusions

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3117826A (en) * 1962-08-31 1964-01-14 Gen Electric Intermediate rotor support structure
US4989406A (en) * 1988-12-29 1991-02-05 General Electric Company Turbine engine assembly with aft mounted outlet guide vanes
JPH09324699A (ja) * 1996-06-05 1997-12-16 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガスタービンのフレーム構造
US6511284B2 (en) * 2001-06-01 2003-01-28 General Electric Company Methods and apparatus for minimizing gas turbine engine thermal stress
US6672966B2 (en) * 2001-07-13 2004-01-06 Honeywell International Inc. Curvic coupling fatigue life enhancement through unique compound root fillet design
US7097412B2 (en) * 2003-02-14 2006-08-29 United Technologies Corporation Turbine engine bearing support
EP1780382A3 (en) 2003-07-29 2011-03-09 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbofan case and method of making
US7370467B2 (en) * 2003-07-29 2008-05-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Turbofan case and method of making
FR2859002A1 (fr) * 2003-08-18 2005-02-25 Snecma Moteurs Dispositif abradable sur carter de soufflante d'un moteur de turbine a gaz
SE527711C2 (sv) * 2004-10-06 2006-05-16 Volvo Aero Corp Lagerstativstruktur och gasturbinmotor som innefattar lagerstativstrukturen
US7371046B2 (en) * 2005-06-06 2008-05-13 General Electric Company Turbine airfoil with variable and compound fillet
US7762509B2 (en) * 2007-10-18 2010-07-27 United Technologies Corp. Gas turbine engine systems involving rotatable annular supports
EP2379276A4 (en) * 2008-12-19 2012-06-27 Volvo Aero Corp MEMORY FOR A STATOR COMPONENT, STATOR COMPONENT, AND METHOD FOR PRODUCING A STATOR COMPONENT
EP2216516A1 (de) * 2009-02-04 2010-08-11 ABB Turbo Systems AG Berstschutzvorrichtung für Radialverdichter
US8408011B2 (en) 2009-04-30 2013-04-02 Pratt & Whitney Canada Corp. Structural reinforcement strut for gas turbine case
JP5968459B2 (ja) * 2011-12-08 2016-08-10 ゲーコーエヌ エアロスペース スウェーデン アーベー ガスタービンエンジン構成要素
CA3013015C (en) * 2012-06-15 2020-06-02 United Technologies Corporation High durability turbine exhaust case

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