CA2070158A1 - Tuyere modulaire a refroidissement par film d'eau notamment pour essais a haute temperature d'eprouvettes ou analogues - Google Patents
Tuyere modulaire a refroidissement par film d'eau notamment pour essais a haute temperature d'eprouvettes ou analoguesInfo
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- CA2070158A1 CA2070158A1 CA002070158A CA2070158A CA2070158A1 CA 2070158 A1 CA2070158 A1 CA 2070158A1 CA 002070158 A CA002070158 A CA 002070158A CA 2070158 A CA2070158 A CA 2070158A CA 2070158 A1 CA2070158 A1 CA 2070158A1
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- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/28—Cooling arrangements
Abstract
- L'invention concerne une tuyère modulaire à refroidissement par film d'eau notamment pour essais à haute température d'éprouvettes ou analogues, comprenant un divergent (3) de longueur relativement importante par rapport au diamètre du col (2), caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tronçon métallique (TAM) comportant le convergent (1), le col (2) et le début du divergent (3) et d'un ou plusieurs tronçons de divergent (TIM, TIV, TAV) également métallique, les divers tronçons étant assemblés bout à bout, et en ce que la paroi externe de chaque tronçon est refroidie indépendamment par un film mince d'eau, l'ensemble des tronçons et des séparateurs étant enfermé dans une enveloppe externe fixe (EAM, EIM, EIV, EAV), définissant au droit de chaque tronçon une chambre (29 à 32) de circulation d'eau indépendante contenant le séparateur, l'agencement étant tel qu'un jeu selon l'axe longitudinal dudit ensemble vis à vis de ladite enveloppe est autorisé en vue d'absorber la dilatation thermique de la tuyère. - Application notamment aux tuyères à plasma. FIGURE 1
Description
20~58 T~YERE MODULAIRE A REFROIDISSENENT PAR FI~N D'EAU NOTAMMEN~
POUR E8~AIS A HAUT~ TEMPERATURE D'EPROUVET~E8 OU ANALOGUE8 La présente invention a trait à une nouvelle technologie de réalisation d'une tuyère destinée notamment à des essais à
haute température d'éprouvettes ou analogues, en particulier de matériaux devant résister à des fortes sollicitations, notamment thermiques et en pression.
L'invention vise plus particulièrement, bien que non exclusivement, les tuyères à plasma disposées en sortie de générateurs à plasma susceptibles de délivrer, suivant les spécifications d'essai, des pressions statiques d'essai pouvant atteindre et dépasser 100 bars et des enthalpies génératrices réduites atteignant 170 et davantage.
Plus précisément encore, l'invention vise les tuyères, notamment du type ci-dessus, comportant un divergent de longueur relativement importante, de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres, et de forme aplatie avec une section du type superelliptique.
Ces tuyères ont, en particulier pour ce qui concerne le divergent, un profil complexe et, de ce fait, posent des problèmes de fabrication.
Les flux thermiques très importants posent également des probl~mes d'échauffement des tuyères et de dilatation qu'il convient de ma~triser.
L'invention a pour but de proposer une nouvelle technologie de realisation de tuyères en particulier du type ci-dessus, assurant une fabrication sans problème et ma~trisant les phénomènes d'échauffement et leurs conséquences.
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: . : .
A cet effet, l'invention a pour objet une tuyère modulaire à refroidissement par film d'eau, notamment pour essais à
haute température d'éprouvettes ou analogues, du type comprenant un divergent de longueur relativement importante S par rapport au diamètre du col et, en particulier, de section aplatie du genre superelliptique ou analogue, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tronçon métallique comportant le convergent, le col et le début du divergent et d'un ou plusieurs tronçons de divergent également métalliques, les 10 divers tronçons étant assemblés bout à bout, et en ce que la paroi externe de chaque tronçon de tuy~re est refroidie indépendamment par un film mince d'eau ou autre fluide de refroidissement approprié, circulant à grande vitesse et confiné contre ladite paroi par un séparateur de forme 15 appropriée, l'ensemble des tronçons de tuyère et des séparateurs associés étant enfermés dans une enveloppe externe fixe, coaxiale à la tuyère et définissant au droit de chaque tronçon une chambre de circulation du fluide de refroidissement indépendante dans laquelle est disposé ledit 20 séparateur, l'agencement étant tel qu'un jeu selon l'axe longitudinal dudit ensemble vis à vis de ladite enveloppe externe est autorisé en vue d'absorber la dilatation thermique de la tuyère.
L'enveloppe externe est par exemple constituée d'autant de 25 tronçons que de tronçons de tuyère et les tronçons de tuyère, une fois assemblés, définissent, aux deux extrémités et aux jonctions inter-tronçons, des collerettes radiales en appui glissant contre des parois internes à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère, ménagées dans les tronçons 30 correspondants de l'enveloppe.
De préférence, la solidarisation de l'ensemble rigide des tronçons de tuyère vis à vis de l'enveloppe est assurée au droit du tronçon de l'extrémité aval.
Cha~ue chambre de circulation du fluide de refroidissement 35 comporte un séparateur en deux demi-parties, mobile axialement en meme temps que le tronçon de tuyere considéré, grâce à des pions de calage interposés entre lui et, d'une part, les parois radiales desdites collerettes des tronçons de tuyere et, d'autre part, les tronçons d'enveloppe respectifs, lesdits 40 pions conférant une épaisseur constante déterminé audit film : - :
20~158 mince de fluide de refroidissement, essentiellement au droit de la paroi internP de chaque tronçon de tuyère, chaque tronçon d'enveloppe étant muni des arrivées et sorties appropriées de fluide de refroidissement.
Ladite solidarisation de l'ensemble des tronçons de tuy~re vis à vis de l'enveloppe externe, au droit du tronçon d'extrémité aval, est obtenue par exemple par une clavette annulaire interposée entre le tronçon aval de l'enveloppe et le séparateur associé, des passages étant ménagés dans ladite 10 clavette pour la circulation du fluide de refroidissement, le calage latéral de l'ensemble des tronçons de tuyère et de leurs séparateurs associés, vis a vis de l'enveloppe, étant assuré par un pion solidaire du séparateur de l'extrémité
aval, engagé dans une boutonnière parallèle à l'axe de la 1.5 tuyere, ménagée dans la paroi interne du tronçon d'enveloppe considéré.
Pour une meilleure étanchéité entre la tuyère et son enveloppe, aux deux extrémités de l'ensemble, le pourtour des collerettes d'extrémité de la tuyère sont avantageusement 20 pourvus d'un retour interne augmentant la surface de contact avec les parois internes réceptrices de l'enveloppe, des joints d'étanchéité étant disposés au droit de ladite surface de contact et les séparateurs des deux tronçons d'extrémité
sont réalisés en deux parties s'emboitant pour permettre 25 l'engagement du séparateur sous lesdits retours.
Avantageusement, la paroi externe des tronçons de tuyère est munie, au moins au droit des éventuelles parties sensiblement planes, de nervures de raidissage chevauchées par les séparateurs qui sont conformés à cet effet.
Les divers tronçons de tuyere sont par exemple réalisés en alliage de cuivre et avantageusement usinés par électro-érosion.
Dans le cas d'une tuyère présentant une partie plane dans la zone aval de son divergent, cette zone peut être munie 35 d'une plaque froide ou d'une plaque chaude amovible, destinées, lors d'essais particuliers, la première, à
accro~tre localement le refroidissement de la tuyère et, la seconde, à réduire localement le refroidissement, ces plaques étant disposées dans la continuité de ladite partie plane sur 40 le tronçon d'extrémité aval de la tuyère et éventuellement le ' ' .: ' 207015~
tronçon précédent, la face supérieure de ladite plaque froide ou chaude formant avantageusement avec la face frontale associée de l'extrémité aval de la tuyere un angle inféri~ur à
90 afin de réaliser des essais du type "planche plane" à
5 incidence négative.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une tuyère selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels :
10 - Figure 1 est une demi-coupe axiale d'une tuyère selon l'invention, du type à divergent à section superelliptique, la coupe étant suivant le petit axe;
- Figure 2 est une demi-coupe axiale de la même tuyère mais suivant le grand axe ;
15 - Figure 3 est une demi-section transversale du divergent de la tuyère à hauteur des lignes III-III
des figures 1 et 2 ;
- Fiyure 4 est une coupe axiale partielle et suivant le petit axe de la partie inférieure de la tuyère de la figure 1, illustrant une variante équipée d'une plaque froide, et - Figure S est une vue partielle d'une plaque chaude susceptible d'etre substituée à la plaque froide de la figure 4.
Sur les figures 1 et 2 on a représenté une tuyere à
divergent à section du type superelliptique.
Ce type de tuyère, décrit dans la demande de brevet français FR-91 06423 déposée par la Demanderesse, comporte un convergent 1 très court, de l'ordre de quelques centimetres au 30 plus, un col 2 et un divergent 3 très allongé par rapport au diamètre du col, de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres, la section du divergent étant de type superelliptique, la forme (demi-section) étant représentée en figure 3, c'est-a-dire relativement aplatie et s'appuyant sur 35 deux génératrices rectilignes définies par deux plans a angle droit contenant l'axe 4 de la tuyère, l'une, dénommée génératrice de petit axe et symbolisée en 5 sur les figures 1 et 3 et, l'autre, dénommée génératrice de grand axe et symbolisée en 6 sur les figures 2 et 3.
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POUR E8~AIS A HAUT~ TEMPERATURE D'EPROUVET~E8 OU ANALOGUE8 La présente invention a trait à une nouvelle technologie de réalisation d'une tuyère destinée notamment à des essais à
haute température d'éprouvettes ou analogues, en particulier de matériaux devant résister à des fortes sollicitations, notamment thermiques et en pression.
L'invention vise plus particulièrement, bien que non exclusivement, les tuyères à plasma disposées en sortie de générateurs à plasma susceptibles de délivrer, suivant les spécifications d'essai, des pressions statiques d'essai pouvant atteindre et dépasser 100 bars et des enthalpies génératrices réduites atteignant 170 et davantage.
Plus précisément encore, l'invention vise les tuyères, notamment du type ci-dessus, comportant un divergent de longueur relativement importante, de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres, et de forme aplatie avec une section du type superelliptique.
Ces tuyères ont, en particulier pour ce qui concerne le divergent, un profil complexe et, de ce fait, posent des problèmes de fabrication.
Les flux thermiques très importants posent également des probl~mes d'échauffement des tuyères et de dilatation qu'il convient de ma~triser.
L'invention a pour but de proposer une nouvelle technologie de realisation de tuyères en particulier du type ci-dessus, assurant une fabrication sans problème et ma~trisant les phénomènes d'échauffement et leurs conséquences.
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A cet effet, l'invention a pour objet une tuyère modulaire à refroidissement par film d'eau, notamment pour essais à
haute température d'éprouvettes ou analogues, du type comprenant un divergent de longueur relativement importante S par rapport au diamètre du col et, en particulier, de section aplatie du genre superelliptique ou analogue, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tronçon métallique comportant le convergent, le col et le début du divergent et d'un ou plusieurs tronçons de divergent également métalliques, les 10 divers tronçons étant assemblés bout à bout, et en ce que la paroi externe de chaque tronçon de tuy~re est refroidie indépendamment par un film mince d'eau ou autre fluide de refroidissement approprié, circulant à grande vitesse et confiné contre ladite paroi par un séparateur de forme 15 appropriée, l'ensemble des tronçons de tuyère et des séparateurs associés étant enfermés dans une enveloppe externe fixe, coaxiale à la tuyère et définissant au droit de chaque tronçon une chambre de circulation du fluide de refroidissement indépendante dans laquelle est disposé ledit 20 séparateur, l'agencement étant tel qu'un jeu selon l'axe longitudinal dudit ensemble vis à vis de ladite enveloppe externe est autorisé en vue d'absorber la dilatation thermique de la tuyère.
L'enveloppe externe est par exemple constituée d'autant de 25 tronçons que de tronçons de tuyère et les tronçons de tuyère, une fois assemblés, définissent, aux deux extrémités et aux jonctions inter-tronçons, des collerettes radiales en appui glissant contre des parois internes à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère, ménagées dans les tronçons 30 correspondants de l'enveloppe.
De préférence, la solidarisation de l'ensemble rigide des tronçons de tuyère vis à vis de l'enveloppe est assurée au droit du tronçon de l'extrémité aval.
Cha~ue chambre de circulation du fluide de refroidissement 35 comporte un séparateur en deux demi-parties, mobile axialement en meme temps que le tronçon de tuyere considéré, grâce à des pions de calage interposés entre lui et, d'une part, les parois radiales desdites collerettes des tronçons de tuyere et, d'autre part, les tronçons d'enveloppe respectifs, lesdits 40 pions conférant une épaisseur constante déterminé audit film : - :
20~158 mince de fluide de refroidissement, essentiellement au droit de la paroi internP de chaque tronçon de tuyère, chaque tronçon d'enveloppe étant muni des arrivées et sorties appropriées de fluide de refroidissement.
Ladite solidarisation de l'ensemble des tronçons de tuy~re vis à vis de l'enveloppe externe, au droit du tronçon d'extrémité aval, est obtenue par exemple par une clavette annulaire interposée entre le tronçon aval de l'enveloppe et le séparateur associé, des passages étant ménagés dans ladite 10 clavette pour la circulation du fluide de refroidissement, le calage latéral de l'ensemble des tronçons de tuyère et de leurs séparateurs associés, vis a vis de l'enveloppe, étant assuré par un pion solidaire du séparateur de l'extrémité
aval, engagé dans une boutonnière parallèle à l'axe de la 1.5 tuyere, ménagée dans la paroi interne du tronçon d'enveloppe considéré.
Pour une meilleure étanchéité entre la tuyère et son enveloppe, aux deux extrémités de l'ensemble, le pourtour des collerettes d'extrémité de la tuyère sont avantageusement 20 pourvus d'un retour interne augmentant la surface de contact avec les parois internes réceptrices de l'enveloppe, des joints d'étanchéité étant disposés au droit de ladite surface de contact et les séparateurs des deux tronçons d'extrémité
sont réalisés en deux parties s'emboitant pour permettre 25 l'engagement du séparateur sous lesdits retours.
Avantageusement, la paroi externe des tronçons de tuyère est munie, au moins au droit des éventuelles parties sensiblement planes, de nervures de raidissage chevauchées par les séparateurs qui sont conformés à cet effet.
Les divers tronçons de tuyere sont par exemple réalisés en alliage de cuivre et avantageusement usinés par électro-érosion.
Dans le cas d'une tuyère présentant une partie plane dans la zone aval de son divergent, cette zone peut être munie 35 d'une plaque froide ou d'une plaque chaude amovible, destinées, lors d'essais particuliers, la première, à
accro~tre localement le refroidissement de la tuyère et, la seconde, à réduire localement le refroidissement, ces plaques étant disposées dans la continuité de ladite partie plane sur 40 le tronçon d'extrémité aval de la tuyère et éventuellement le ' ' .: ' 207015~
tronçon précédent, la face supérieure de ladite plaque froide ou chaude formant avantageusement avec la face frontale associée de l'extrémité aval de la tuyere un angle inféri~ur à
90 afin de réaliser des essais du type "planche plane" à
5 incidence négative.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui va suivre d'un mode de réalisation d'une tuyère selon l'invention, description donnée à titre d'exemple uniquement et en regard des dessins annexés sur lesquels :
10 - Figure 1 est une demi-coupe axiale d'une tuyère selon l'invention, du type à divergent à section superelliptique, la coupe étant suivant le petit axe;
- Figure 2 est une demi-coupe axiale de la même tuyère mais suivant le grand axe ;
15 - Figure 3 est une demi-section transversale du divergent de la tuyère à hauteur des lignes III-III
des figures 1 et 2 ;
- Fiyure 4 est une coupe axiale partielle et suivant le petit axe de la partie inférieure de la tuyère de la figure 1, illustrant une variante équipée d'une plaque froide, et - Figure S est une vue partielle d'une plaque chaude susceptible d'etre substituée à la plaque froide de la figure 4.
Sur les figures 1 et 2 on a représenté une tuyere à
divergent à section du type superelliptique.
Ce type de tuyère, décrit dans la demande de brevet français FR-91 06423 déposée par la Demanderesse, comporte un convergent 1 très court, de l'ordre de quelques centimetres au 30 plus, un col 2 et un divergent 3 très allongé par rapport au diamètre du col, de l'ordre de plusieurs dizaines de centimètres, la section du divergent étant de type superelliptique, la forme (demi-section) étant représentée en figure 3, c'est-a-dire relativement aplatie et s'appuyant sur 35 deux génératrices rectilignes définies par deux plans a angle droit contenant l'axe 4 de la tuyère, l'une, dénommée génératrice de petit axe et symbolisée en 5 sur les figures 1 et 3 et, l'autre, dénommée génératrice de grand axe et symbolisée en 6 sur les figures 2 et 3.
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2 0 ~ 8 Dans le mode de réalisation représenté la tuyère est constituée de quatre tronçons assemblés bout à bout, à savoir, un tronçon d'extrémité amont TAM définissant le convergent 1, la région du col 2 et le début du divergent 3, un tronçon 5 intermédiaire amont TIM, un tronçon intermédiaire aval TIV et un tronçon d'extrémité aval TAV.
Chaque tronçon comporte à chaque extrémité une collerette radiale permettant l'assemblage des tronçons entre eux et définissant aux deux extrémites de la tuyère les faces 10 frontale et arrière de cette dernière.
Plus precisement, le tronçon amont TAM comporte une collerette 7 presentant à son pourtour un retour 8 définissant une portée extérieure dont les génératrices sont parallèles à
l'axe de la tuyère, ladite collerette 7 constituant la face 15 arrière de la tuyère. L'autre extrémité du tronçon TAM
comporte une collerette radiale 9 munie également d'un retour 10 définissant une portée extérieure dont les génératrices sont parallèles à l'axe de la tuyère et servant d'épaulement à
la collerette radiale 11 du tronçon suivant TIM.
La jonction entre les tronçons TIM, TIV et TAV sont réalisées de la même manière par des collerettes radiales 12,13,14 et 15 et des retours 16 et 17 définissant des portées extérieures similaires à celles des retours 8 et 10.
Le nez de la tuyère est défini par une collerette radiale 25 18 munie d'un retour interne 19 définissant une portée extérieure similaire à celle des retours 8,10,16 et 17.
Les divers retours 8,10,16,17,19 sont étagés en diamètre pour tenir compte de l'élargissement du divergent.
L'assemblage des tronçons est obtenu par des vis, telles 30 que celle représentée en 20 sur la figure 2, engagés dans les collerettes en regard et régulièrement distribués à la périphérie et le calage en rotation est réalisé par des pions, tels que celui repr~senté en 21 sur la figure 2, agencés de la même mani~re que les vis 20.
Les tronçons TAM~ TIM~ TIv et TAv forment ainsi un ensemble rigide qui peut coulisser axialement à l'intérieur d'une enveloppe externe rigide constituée d'autant de tronçons que de tronçons de tuyère.
Au tronçon TAM correspond un tronçon d'enveloppe EAM muni 40 à ses deux extrémités de deux portées intérieures 22 et 23 à
2 ~ 8 génératrices parallèles à l'axe de la tuyère, en contact avec les retours 8 et 10 respectivement. Au tronçon TIM correspond un tronçon d'enveloppe EIM fixé au tronçon EAM et définissant une portée intérieure 24 de même nature que les portées 22,23 5 et en contact avec le retour 16.
Le tronçon d'enveloppe EIV est similaire au tronçon EIM et comporte une portée interne 25 en contact avec le retour 17.
Le tronçon d'enveloppe d'extrémité aval est défini par une partie EAV fixée au tronçon précédent EIV et par une couronne 10 de montage 26 fixée à ladite partie EAV par des vis telles que celle représentée en 27 sur la figure 2 et définissant une portée interne 28 à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère et en contact avec le retour 19 du nez de tuyère.
Des joints d'étanchéité sont prévus entre les retours 15 7,10,16,17,19 et les portées réceptrices des éléments d'enveloppe ainsi qu'entre les paires de collerettes 9,11 12,13 et 14,15.
La couronne 26 est destinée au montage de la tuyère sur une structure porteuse externe non représentée et est le seul 20 point de fixation de l'enveloppe de la tuyère. On décrira plus loin la fixation de l'ensemble des tronçons de tuyère vis à
vis de ladite enveloppe.
Chaque tronçon d'envelopPe EAM~ EIM' EIV et EAV
avec le tronçon de tuyère correspondant une chambre de 25 refroidissement de la paroi interne de la tuyère.
Il existe ainsi quatre chambres de refroidissement indépendantes, respectivement 29,30,31 et 32 dans lesquelles sont crées des films minces d'eau de refroidissement au droit des faces externes des parties de tronçon constituant la paroi 30 de la tuyère, à l'aide de pièces de configuration appropriée appelées séparateurs.
Dans chaque chambre de refroidissement 29,30,21,32, un séparateur, respectivement 33 à 36, divise la chambre en une zone amont (côt~ col de la tuyère), respectivement 29a à 32a, 35 et une zone aval 29b à 32b.
La zone amont communique, par un passage ménagé dans l'enveloppe externe, respectivement 37 à 40, de préférence avec plusieurs sources indépendantes d'eau ou autre fluide de refroidissement, cependant que la zone aval communique par un ~0 second passage également ménagé dans l'enveloppe, 20701~8 respectivement 41 a 44, avec le circuit de retour de fluide de refroidissement.
Dans le mode de réalisation représenté la partie sensiblement plane de la paroi de tuyère définie par les 5 divers tronçons EAM~ EIM~ EIv, EAv sont munis (figures 1, 2 et
Chaque tronçon comporte à chaque extrémité une collerette radiale permettant l'assemblage des tronçons entre eux et définissant aux deux extrémites de la tuyère les faces 10 frontale et arrière de cette dernière.
Plus precisement, le tronçon amont TAM comporte une collerette 7 presentant à son pourtour un retour 8 définissant une portée extérieure dont les génératrices sont parallèles à
l'axe de la tuyère, ladite collerette 7 constituant la face 15 arrière de la tuyère. L'autre extrémité du tronçon TAM
comporte une collerette radiale 9 munie également d'un retour 10 définissant une portée extérieure dont les génératrices sont parallèles à l'axe de la tuyère et servant d'épaulement à
la collerette radiale 11 du tronçon suivant TIM.
La jonction entre les tronçons TIM, TIV et TAV sont réalisées de la même manière par des collerettes radiales 12,13,14 et 15 et des retours 16 et 17 définissant des portées extérieures similaires à celles des retours 8 et 10.
Le nez de la tuyère est défini par une collerette radiale 25 18 munie d'un retour interne 19 définissant une portée extérieure similaire à celle des retours 8,10,16 et 17.
Les divers retours 8,10,16,17,19 sont étagés en diamètre pour tenir compte de l'élargissement du divergent.
L'assemblage des tronçons est obtenu par des vis, telles 30 que celle représentée en 20 sur la figure 2, engagés dans les collerettes en regard et régulièrement distribués à la périphérie et le calage en rotation est réalisé par des pions, tels que celui repr~senté en 21 sur la figure 2, agencés de la même mani~re que les vis 20.
Les tronçons TAM~ TIM~ TIv et TAv forment ainsi un ensemble rigide qui peut coulisser axialement à l'intérieur d'une enveloppe externe rigide constituée d'autant de tronçons que de tronçons de tuyère.
Au tronçon TAM correspond un tronçon d'enveloppe EAM muni 40 à ses deux extrémités de deux portées intérieures 22 et 23 à
2 ~ 8 génératrices parallèles à l'axe de la tuyère, en contact avec les retours 8 et 10 respectivement. Au tronçon TIM correspond un tronçon d'enveloppe EIM fixé au tronçon EAM et définissant une portée intérieure 24 de même nature que les portées 22,23 5 et en contact avec le retour 16.
Le tronçon d'enveloppe EIV est similaire au tronçon EIM et comporte une portée interne 25 en contact avec le retour 17.
Le tronçon d'enveloppe d'extrémité aval est défini par une partie EAV fixée au tronçon précédent EIV et par une couronne 10 de montage 26 fixée à ladite partie EAV par des vis telles que celle représentée en 27 sur la figure 2 et définissant une portée interne 28 à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère et en contact avec le retour 19 du nez de tuyère.
Des joints d'étanchéité sont prévus entre les retours 15 7,10,16,17,19 et les portées réceptrices des éléments d'enveloppe ainsi qu'entre les paires de collerettes 9,11 12,13 et 14,15.
La couronne 26 est destinée au montage de la tuyère sur une structure porteuse externe non représentée et est le seul 20 point de fixation de l'enveloppe de la tuyère. On décrira plus loin la fixation de l'ensemble des tronçons de tuyère vis à
vis de ladite enveloppe.
Chaque tronçon d'envelopPe EAM~ EIM' EIV et EAV
avec le tronçon de tuyère correspondant une chambre de 25 refroidissement de la paroi interne de la tuyère.
Il existe ainsi quatre chambres de refroidissement indépendantes, respectivement 29,30,31 et 32 dans lesquelles sont crées des films minces d'eau de refroidissement au droit des faces externes des parties de tronçon constituant la paroi 30 de la tuyère, à l'aide de pièces de configuration appropriée appelées séparateurs.
Dans chaque chambre de refroidissement 29,30,21,32, un séparateur, respectivement 33 à 36, divise la chambre en une zone amont (côt~ col de la tuyère), respectivement 29a à 32a, 35 et une zone aval 29b à 32b.
La zone amont communique, par un passage ménagé dans l'enveloppe externe, respectivement 37 à 40, de préférence avec plusieurs sources indépendantes d'eau ou autre fluide de refroidissement, cependant que la zone aval communique par un ~0 second passage également ménagé dans l'enveloppe, 20701~8 respectivement 41 a 44, avec le circuit de retour de fluide de refroidissement.
Dans le mode de réalisation représenté la partie sensiblement plane de la paroi de tuyère définie par les 5 divers tronçons EAM~ EIM~ EIv, EAv sont munis (figures 1, 2 et
3) de nervures 45 de rigidification qui s'étendent dans les diverses chambres de refroidissement, l'épaisseur de la paroi de la tuyère étant relativement faible.
Plus précisément, lesdites nervures 45 sont, pour des 10 facilités de réalisation et mise en place des séparateurs 33 à
36 qui doivent chevaucher ces nervures, orthogonales au plan de la tuyère contenant les génératrices de grand axe 6 (comme illustré par la figure 3), en étant parallèles entre elles (comme illustré par la figure 3) ou non.
La hauteur et l'épaisseur des nervures 45 peuvent être variables.
Les tronçons de tuyère TAM, TIM~ TIV et TAV
exemple des pièces monoblocs en alliage de cuivre usinées par électro-érosion, cependant que chaque tronçon d'enveloppe EAM, 20 EIM, EIV, EAV est réalisé également sous forme d'une pièce monobloc de section de préférence circulaire pour des questions de facilité de fabrication.
Chaque séparateur 33 à 36 est réalisé en deux demi-parties assemblées selon un plan de joint confondu avec celui 25 contenant les génératrices de grand axe 6 de la tuyère (voir partie gauche de la figure 3).
Si la tuyère est symétrique par rapport audit plan contenant les génératrices 6, tous les séparateurs sont constitués de demi-parties symétriques. On verra plus loin le 30 cas où la partie plane inférieure du divergent est munie en option, dans sa partie aval, d'une plaque froide ou d'une plaque chaude, ce qui contraint à modifier localement le séparateur et la ou les chambres de refroidissement Sur la figure 3 on a représenté, en coupe transversale 35 suivant la ligne III-III des figures 1 et 2, la demi-partie supérieure du séparateur 35.
Celui-ci est dimensionné et conformé de façon à délimiter un intervalle 46 faible et calibré entre sa face tournée vers la paroi de tuy~re et le tronçon ~IV Des gorges 47 sont 40 ménagées dans le séparateur 35 pour recevoir les nervures 45.
2~
Le faible intervalle 46 n'existe qu'en regard de la paroi de tuyère, le separateur ~tant en retrait substantiel vis à
vis des collerettes ~3 et 14 ainsi que vis à vis du tronçon d~enveloppe ~IV
Des pions 48 sont interposés dans ces divers intervalles et calibrent ainsi l'épaisseur du film d'eau circulant dans l'intervalle 46.
La séparation entre les zones amont 3la et aval 3lb de la chambre de refroidissement est délimitée par une partie en 10 saillie 49 en contact avec une portée interne à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère et de préférence cylindrique comme les autres portées, du tronçon d'enveloppe EIV. Tous les séparateurs comportent une partie 49 analogue.
De préférence, comme représenté en 50 sur la figure 3, les 15 angles de raccordement des nervures 45 avec la paroi de tuyère sont arrondis substantiellement pour des questions de réduction des pertes de charge du fluide de refroidissement.
Du fait de l'existence des retours d'extrémité 22 et 28, en saillie, contrairement aux retours 23, 24 et 25 et pour 20 permettre la mise en place des séparateurs d'extrémités 33 et 36, chaque demi-partie de séparateur est elle-meme réalisée en deux parties 33a, 33b et 36a, 36b, se mettant en place successivement et s'embo~tant grace à des parties d'assemblage complémentaires 51.
Le montage des séparateurs 33 à 36 est tel que ceux-ci font corps avec les tronçons de tuyère et se déplacent en meme temps qu'eux à l'intérieur de l'enveloppe externe de la tuyère, suite par exemple à la dilatation thermique de cette dernière, grâce aux portées de contact entre ladite enveloppe 30 et l'ensemble tronçons de tuyère - séparateurs.
Ce dernier ensemble est fixé à l'enveloppe en un point situé ~ proximité immédiate de la couronne de montage 26.
Cette fixation axiale de la tuyère est assurée par une clavette annulaire 52, de préférence circulaire, engagée, 35 d'une part, dans une gorge annulaire ménagée dans la partie 36b du séparateur et, d'autre part, dans une gorge annulaire ménagée dans le tronçon d'enveloppe EAV entre ce dernier et ladite couronne 26.
Le calage lateral, c'est-à-dire en rotation de l'ensemble 40 tronçons de tuyère-séparateurs dans l'enveloppe externe, est 207~
assuré par un pion radial 53 solidaire de la partie de séparateur 36b et engagé dans une boutonnière 54 parallèle à
l'axe de la tuyère et ménagée dans le tronçon d'enveloppe EAV.
Avec un tel montage, la dilatation sous la chaleur du nez 5 de la tuyère est très faible puisqu'elle concerne la partie située en aval de la clavette 52. cette dilatation est dans le sens de l'éloignement du nez de tuyère par rapport à la couronne 26.
La dilatation de la partie de tuyère située en amont de la 10 clavette 52 est plus importante et absorbée sans problème par coulissement de l'ensemble tronçons de tuyère-séparateurs dans l'enveloppe externe, en direction de l'extrémité amont de la tuyère.
La clavette 52 étant interposée dans la zone aval 32b de 15 la chambre de refroidissement, doit être munie de passages (non représentés) assurant la libre circulation du fluide de refroidissement dans ladite zone 32b, ~e part et d'autre de la clavette.
L'intérêt de réaliser la tuyère sous forme de plusieurs 20 tronçons réside dans l'avantage de pouvoir changer le tronçon de tuyère usé, l'usure n'étant pas régulière sur toute les parties de la tuyère et de faciliter la fabrication, l'invention permettant d'utiliser les capacités actuelles des machines d'usinage par électro-érosion, du fait des dimensions 25 pouvant être réduites des divers tronçons.
Les séparateurs et l'enveloppe externe sont réalisés par exemple en aluminium.
La figure 4 illustre une variante de réalisation d'une tuyère selon les figures 1 à 3, munie d'une plaque froide 30 occupant une partie de la paroi inférieure sensiblement plane du divergent, à hauteur des deux derniers tronçons TIV et TAV.
Les séparateurs, chambres de refroidissement et tronçons d'enveloppe externes correspondants doivent être modifiés en conséquence.
Le divergent de la figure 4 est muni d'une plaque froide plane 55 de forme trapézoïdale (figure 2).
La plaque froide comprend une première plaque metallique 56 disposée dans la continuité de la paroi interne de la tuyère, fixée sur une seconde plaque métallique 57 et un 40 circuit 58, agencé entre les deux plaques, de circulation d'un 20~158 fluide, permettant de modifier et plus particulièrement abaisser le flux de chaleur disponible en sortie de tuyère.
Le circuit 58 est relié à des circuits extérieurs via des conduits ou collecteurs 59,60 traversant de manière étanche le 5 tronçon d'enveloppe EIV, la chambre de refroidissement (3la,3lb) et le séparateur 35.
Les deux tronçons de tuyère TIV et TAV sont conformés notamment pour présenter un creux de réception de ladite plaque froide 55. Les chambres de refroidissement, séparateurs 10 et tronçons d'enveloppe externe EIV et EAV sont également aménagés en conséquence.
Le mode de réalisation de la figure 4 illustre également la prévision d'une face frontale 61 de la tuyère, en partie inférieure, inclinée vers l'arriere en sorte que ladite face 15 61 forme avec l'axe 4 de la tuyère un angle inférieur à 90 permettant un réglage d'inclinaison négative de l'éprouvette d'essai en planche plane symbolisée en 62. Cette face 61 inclinée peut etre prévue avec ou sans plaque froide 55.
Dans l'hypothèse où la tuyere serait trop refroidie, 20 notamment pour certains types d'essai, on peut remplacer avantageusement la plaque 55 dite froide par une plaque dite chaude.
La figure 5 illustre partiellement une plaque chaude 63 substituée aux lieu et place de la plaque froide 55.
La plaque chaude 63 comprend une plaque 64 de mousse de silice disposée dans la continuité de la paroi interne de la tuyare et fixée, par exemple par collage, sur une semelle métallique 65, face contre face.
Des éléments 66 et 67 de fixation de la plaque 63 sont 30 prévus aux lieu et place des collecteurs 59,60, assurant également l'étanchéité de la chambre de refroidissement traversée (31a,31b) et le passage de conducteurs de systèmes de mesure de la température.
La plaque 63 forme en quelque sorte un écran local au 35 système de refroidissement des tron~ons de tuyère TIV et TAV, l'intervalle 46 o~ se forme le film mince de fluide de refroidissement étant, au droit de la plaque 63, comme de la plaque 55, plus éloigné de la paroi interne de la tuyère.
L'invention a été décrite en référence à une tuyère de 40 type superelliptique à divergent relativement aplati, mais il 2 ~ 8 est évident que les dispositions technologiques essentielles de l'invention, telles, entre autres, que la réalisation du divergent en tronçons pourvus chacun d'un circuit indépendant de refroidissement par film liquide mince circulant à grande 5 vitesse, de l'ordre de 20 m/s par exemple, d'amont en aval, ce qui améliore le coefficient de convection, ou que le montage glissant de l'ensemble tuyère-séparateurs à l'intérieur d'une enveloppe externe fixe, pourraient être étendues à des tuyères à divergent de longueur relativement importante par rapport au 10 diamètre du col et d'autres formes, par exemple de section superelliptique moins aplatie que la section illustrée par la figure 3, voire de section dite carrée ou circulaire (tuyère axisymétrique) ou encore semi-circulaire.
Le refroidissement de la tuyère, qui peut être modulé
15 grâce aux divers circuits indépendants, permet un régime permanent d'écoulement en l'absence d'usure des pièces. Il est à noter que la pressurisation des circuits de fluide de refroidissement peut-être asservie à la pression génératrice fournie par le générateur, en particulier de plasma, dans la 20 limite par exemple d'un écart de pression prédéterminé.
Les séparateurs décrits et représentés ci-dessus ont été
conçus pour limiter les pertes de charye en créant un étranglement du flux de fluide de refroidissement au plus près de la face à refroidir, la paroi de la tuyère, et sous forme 25 d'une pellicule mince bien calibrée en épaisseur. Leurs formes et dimensions pourront bien entendu être adaptées à celles des chambres de refroidissement, à celles des troncons d'enveloppe et à la prévision d'éventuels accessoires tels que lesdites plaques froide ou chaude, des sondes de mesure, etc Le nombre de tronçons de tuyère peut être bien sûr supérieur ou inférieur à quatre. L'enveloppe externe peut éventuellement être réalisée d'une seule pièce et non plus en tronçons, ou en deux demi-enveloppes assemblées de préférence selon un plan contenant les génératrices de grand axe 6 de la 35 tuyare.
Plus précisément, lesdites nervures 45 sont, pour des 10 facilités de réalisation et mise en place des séparateurs 33 à
36 qui doivent chevaucher ces nervures, orthogonales au plan de la tuyère contenant les génératrices de grand axe 6 (comme illustré par la figure 3), en étant parallèles entre elles (comme illustré par la figure 3) ou non.
La hauteur et l'épaisseur des nervures 45 peuvent être variables.
Les tronçons de tuyère TAM, TIM~ TIV et TAV
exemple des pièces monoblocs en alliage de cuivre usinées par électro-érosion, cependant que chaque tronçon d'enveloppe EAM, 20 EIM, EIV, EAV est réalisé également sous forme d'une pièce monobloc de section de préférence circulaire pour des questions de facilité de fabrication.
Chaque séparateur 33 à 36 est réalisé en deux demi-parties assemblées selon un plan de joint confondu avec celui 25 contenant les génératrices de grand axe 6 de la tuyère (voir partie gauche de la figure 3).
Si la tuyère est symétrique par rapport audit plan contenant les génératrices 6, tous les séparateurs sont constitués de demi-parties symétriques. On verra plus loin le 30 cas où la partie plane inférieure du divergent est munie en option, dans sa partie aval, d'une plaque froide ou d'une plaque chaude, ce qui contraint à modifier localement le séparateur et la ou les chambres de refroidissement Sur la figure 3 on a représenté, en coupe transversale 35 suivant la ligne III-III des figures 1 et 2, la demi-partie supérieure du séparateur 35.
Celui-ci est dimensionné et conformé de façon à délimiter un intervalle 46 faible et calibré entre sa face tournée vers la paroi de tuy~re et le tronçon ~IV Des gorges 47 sont 40 ménagées dans le séparateur 35 pour recevoir les nervures 45.
2~
Le faible intervalle 46 n'existe qu'en regard de la paroi de tuyère, le separateur ~tant en retrait substantiel vis à
vis des collerettes ~3 et 14 ainsi que vis à vis du tronçon d~enveloppe ~IV
Des pions 48 sont interposés dans ces divers intervalles et calibrent ainsi l'épaisseur du film d'eau circulant dans l'intervalle 46.
La séparation entre les zones amont 3la et aval 3lb de la chambre de refroidissement est délimitée par une partie en 10 saillie 49 en contact avec une portée interne à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère et de préférence cylindrique comme les autres portées, du tronçon d'enveloppe EIV. Tous les séparateurs comportent une partie 49 analogue.
De préférence, comme représenté en 50 sur la figure 3, les 15 angles de raccordement des nervures 45 avec la paroi de tuyère sont arrondis substantiellement pour des questions de réduction des pertes de charge du fluide de refroidissement.
Du fait de l'existence des retours d'extrémité 22 et 28, en saillie, contrairement aux retours 23, 24 et 25 et pour 20 permettre la mise en place des séparateurs d'extrémités 33 et 36, chaque demi-partie de séparateur est elle-meme réalisée en deux parties 33a, 33b et 36a, 36b, se mettant en place successivement et s'embo~tant grace à des parties d'assemblage complémentaires 51.
Le montage des séparateurs 33 à 36 est tel que ceux-ci font corps avec les tronçons de tuyère et se déplacent en meme temps qu'eux à l'intérieur de l'enveloppe externe de la tuyère, suite par exemple à la dilatation thermique de cette dernière, grâce aux portées de contact entre ladite enveloppe 30 et l'ensemble tronçons de tuyère - séparateurs.
Ce dernier ensemble est fixé à l'enveloppe en un point situé ~ proximité immédiate de la couronne de montage 26.
Cette fixation axiale de la tuyère est assurée par une clavette annulaire 52, de préférence circulaire, engagée, 35 d'une part, dans une gorge annulaire ménagée dans la partie 36b du séparateur et, d'autre part, dans une gorge annulaire ménagée dans le tronçon d'enveloppe EAV entre ce dernier et ladite couronne 26.
Le calage lateral, c'est-à-dire en rotation de l'ensemble 40 tronçons de tuyère-séparateurs dans l'enveloppe externe, est 207~
assuré par un pion radial 53 solidaire de la partie de séparateur 36b et engagé dans une boutonnière 54 parallèle à
l'axe de la tuyère et ménagée dans le tronçon d'enveloppe EAV.
Avec un tel montage, la dilatation sous la chaleur du nez 5 de la tuyère est très faible puisqu'elle concerne la partie située en aval de la clavette 52. cette dilatation est dans le sens de l'éloignement du nez de tuyère par rapport à la couronne 26.
La dilatation de la partie de tuyère située en amont de la 10 clavette 52 est plus importante et absorbée sans problème par coulissement de l'ensemble tronçons de tuyère-séparateurs dans l'enveloppe externe, en direction de l'extrémité amont de la tuyère.
La clavette 52 étant interposée dans la zone aval 32b de 15 la chambre de refroidissement, doit être munie de passages (non représentés) assurant la libre circulation du fluide de refroidissement dans ladite zone 32b, ~e part et d'autre de la clavette.
L'intérêt de réaliser la tuyère sous forme de plusieurs 20 tronçons réside dans l'avantage de pouvoir changer le tronçon de tuyère usé, l'usure n'étant pas régulière sur toute les parties de la tuyère et de faciliter la fabrication, l'invention permettant d'utiliser les capacités actuelles des machines d'usinage par électro-érosion, du fait des dimensions 25 pouvant être réduites des divers tronçons.
Les séparateurs et l'enveloppe externe sont réalisés par exemple en aluminium.
La figure 4 illustre une variante de réalisation d'une tuyère selon les figures 1 à 3, munie d'une plaque froide 30 occupant une partie de la paroi inférieure sensiblement plane du divergent, à hauteur des deux derniers tronçons TIV et TAV.
Les séparateurs, chambres de refroidissement et tronçons d'enveloppe externes correspondants doivent être modifiés en conséquence.
Le divergent de la figure 4 est muni d'une plaque froide plane 55 de forme trapézoïdale (figure 2).
La plaque froide comprend une première plaque metallique 56 disposée dans la continuité de la paroi interne de la tuyère, fixée sur une seconde plaque métallique 57 et un 40 circuit 58, agencé entre les deux plaques, de circulation d'un 20~158 fluide, permettant de modifier et plus particulièrement abaisser le flux de chaleur disponible en sortie de tuyère.
Le circuit 58 est relié à des circuits extérieurs via des conduits ou collecteurs 59,60 traversant de manière étanche le 5 tronçon d'enveloppe EIV, la chambre de refroidissement (3la,3lb) et le séparateur 35.
Les deux tronçons de tuyère TIV et TAV sont conformés notamment pour présenter un creux de réception de ladite plaque froide 55. Les chambres de refroidissement, séparateurs 10 et tronçons d'enveloppe externe EIV et EAV sont également aménagés en conséquence.
Le mode de réalisation de la figure 4 illustre également la prévision d'une face frontale 61 de la tuyère, en partie inférieure, inclinée vers l'arriere en sorte que ladite face 15 61 forme avec l'axe 4 de la tuyère un angle inférieur à 90 permettant un réglage d'inclinaison négative de l'éprouvette d'essai en planche plane symbolisée en 62. Cette face 61 inclinée peut etre prévue avec ou sans plaque froide 55.
Dans l'hypothèse où la tuyere serait trop refroidie, 20 notamment pour certains types d'essai, on peut remplacer avantageusement la plaque 55 dite froide par une plaque dite chaude.
La figure 5 illustre partiellement une plaque chaude 63 substituée aux lieu et place de la plaque froide 55.
La plaque chaude 63 comprend une plaque 64 de mousse de silice disposée dans la continuité de la paroi interne de la tuyare et fixée, par exemple par collage, sur une semelle métallique 65, face contre face.
Des éléments 66 et 67 de fixation de la plaque 63 sont 30 prévus aux lieu et place des collecteurs 59,60, assurant également l'étanchéité de la chambre de refroidissement traversée (31a,31b) et le passage de conducteurs de systèmes de mesure de la température.
La plaque 63 forme en quelque sorte un écran local au 35 système de refroidissement des tron~ons de tuyère TIV et TAV, l'intervalle 46 o~ se forme le film mince de fluide de refroidissement étant, au droit de la plaque 63, comme de la plaque 55, plus éloigné de la paroi interne de la tuyère.
L'invention a été décrite en référence à une tuyère de 40 type superelliptique à divergent relativement aplati, mais il 2 ~ 8 est évident que les dispositions technologiques essentielles de l'invention, telles, entre autres, que la réalisation du divergent en tronçons pourvus chacun d'un circuit indépendant de refroidissement par film liquide mince circulant à grande 5 vitesse, de l'ordre de 20 m/s par exemple, d'amont en aval, ce qui améliore le coefficient de convection, ou que le montage glissant de l'ensemble tuyère-séparateurs à l'intérieur d'une enveloppe externe fixe, pourraient être étendues à des tuyères à divergent de longueur relativement importante par rapport au 10 diamètre du col et d'autres formes, par exemple de section superelliptique moins aplatie que la section illustrée par la figure 3, voire de section dite carrée ou circulaire (tuyère axisymétrique) ou encore semi-circulaire.
Le refroidissement de la tuyère, qui peut être modulé
15 grâce aux divers circuits indépendants, permet un régime permanent d'écoulement en l'absence d'usure des pièces. Il est à noter que la pressurisation des circuits de fluide de refroidissement peut-être asservie à la pression génératrice fournie par le générateur, en particulier de plasma, dans la 20 limite par exemple d'un écart de pression prédéterminé.
Les séparateurs décrits et représentés ci-dessus ont été
conçus pour limiter les pertes de charye en créant un étranglement du flux de fluide de refroidissement au plus près de la face à refroidir, la paroi de la tuyère, et sous forme 25 d'une pellicule mince bien calibrée en épaisseur. Leurs formes et dimensions pourront bien entendu être adaptées à celles des chambres de refroidissement, à celles des troncons d'enveloppe et à la prévision d'éventuels accessoires tels que lesdites plaques froide ou chaude, des sondes de mesure, etc Le nombre de tronçons de tuyère peut être bien sûr supérieur ou inférieur à quatre. L'enveloppe externe peut éventuellement être réalisée d'une seule pièce et non plus en tronçons, ou en deux demi-enveloppes assemblées de préférence selon un plan contenant les génératrices de grand axe 6 de la 35 tuyare.
Claims (14)
1. Tuyère modulaire à refroidissement par film d'eau, notamment pour essais à haute température d'éprouvettes ou analogues, du type comprenant un divergent (3) de longueur relativement importante par rapport au diamètre du col (2) et, en particulier, de section aplatie du genre superelliptique ou analogue, caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un tronçon métallique (TAM) comportant le convergent (1), le col (2) et le début du divergent (3) et d'un ou plusieurs tronçons de divergent (TIM, TIV, TAV) également métallique, les divers tronçons étant assemblés bout à bout, et en ce que la paroi externe de chaque tronçon de tuyère est refroidie indépendamment par un film mince d'eau ou autre fluide de refroidissement approprié, circulant à grande vitesse et confiné contre ladite paroi par un séparateur (33 à 36) de forme appropriée, l'ensemble des tronçons de tuyère et des séparateurs associés étant enfermés dans une enveloppe externe fixe (EAM, EIM, EIV, EAV), coaxiale à la tuyère et définissant au droit de chaque tronçon une chambre (29 à 32) de circulation du fluide de refroidissement indépendante dans laquelle est disposé ledit séparateur, l'agencement étant tel qu'un jeu selon l'axe longitudinal dudit ensemble vis à vis de ladite enveloppe externe est autorisé en vue d'absorber la dilatation thermique de la tuyère.
2. Tuyère suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'enveloppe externe est constituée d'autant de tronçons (EAM, EIM, EIV, EAV) que de tronçons de tuyère (TAM, TIM, TIV, TAV) et les tronçons de tuyère, une fois assemblés, définissent, aux deux extrémités et aux jonctions inter-tronçons, des collerettes radiales (7, 9 à 15, 18) en appui glissant contre des parois internes à génératrices parallèles à l'axe de la tuyère, ménagées dans les tronçons correspondants (EAM, EIM, EIV, EAV) de l'enveloppe.
3. Tuyère suivant la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la solidarisation de l'ensemble rigide des tronçons de tuyère (TAM, TIM, TIV, TAV) vis à vis de l'enveloppe (EAM, EIM, EIV, EAV) est assurée au droit du tronçon de l'extrémité
aval (TAV).
aval (TAV).
4. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que chaque chambre (29 à 32) de circulation du fluide de refroidissement comporte un séparateur en deux demi-parties (33 à 36) mobile axialement en même temps que le tronçon de tuyère considéré (TAM, TIM, TIV, TAV)' grâce à des pions de calage (48) interposés entre lui et, d'une part, les parois radiales desdites collerettes (7, 9 à 15, 18) des tronçons de tuyère et, d'autre part, les tronçons d'enveloppe respectifs, lesdits pions (48) conférant une épaisseur constante déterminé audit film mince (46) de fluide de refroidissement, essentiellement au droit de la paroi interne de chaque tronçon de tuyère, chaque tronçon d'enveloppe (EAM, EIM, EIV, EAV) étant muni des arrivées (37) et sorties (41) appropriées de fluide de refroidissement.
5. Tuyère suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la circulation du fluide de refroidissement dans chaque chambre (29 à 32) se fait de l'amont vers l'aval au droit de la paroi de la tuyère.
6. Tuyère suivant la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que chaque chambre de refroidissement (29 à 32) est alimentée indépendamment en fluide à température et vitesse de circulation contrôlées, la pressurisation des circuits de refroidissement étant éventuellement asservie à la pression génératrice fournie par le générateur alimentant la tuyère.
7. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la solidarisation de l'ensemble des tronçons de tuyère (TAM, TIM, TIV, TAV) vis à vis de l'enveloppe externe (EAM, EIM, EIV, EAV), au droit du tronçon d'extrémité aval (TAV), est obtenue par une clavette annulaire (52) interposée entre le tronçon aval de l'enveloppe (EAV) et le séparateur associé (36), des passages étant ménagés dans ladite clavette (52) pour la circulation du fluide de refroidissement, le calage latéral de l'ensemble des tronçons de tuyère et de leurs séparateurs associés, vis à vis de l'enveloppe, étant assuré par un pion (53) solidaire du séparateur de l'extrémité aval (36), engagé dans une boutonnière (54) parallèle à l'axe de la tuyère, ménagée dans la paroi interne du tronçon d'enveloppe considéré (EAV).
8. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que, pour avoir une meilleure étanchéité
entre la tuyère et son enveloppe, aux deux extrémités de l'ensemble, le pourtour des collerettes (7,18) d'extrémité de la tuyère sont avantageusement pourvus d'un retour interne (8,19) augmentant la surface de contact avec les parois internes réceptrices de l'enveloppe, des joints d'étanchéité
étant disposés au droit de ladite surface de contact et les séparateurs (33,36) des deux tronçons d'extrémité sont réalisés en deux parties (33a,33b ; 36a,36b) s'emboîtant pour permettre l'engagement du séparateur sous lesdits retours (8,19).
entre la tuyère et son enveloppe, aux deux extrémités de l'ensemble, le pourtour des collerettes (7,18) d'extrémité de la tuyère sont avantageusement pourvus d'un retour interne (8,19) augmentant la surface de contact avec les parois internes réceptrices de l'enveloppe, des joints d'étanchéité
étant disposés au droit de ladite surface de contact et les séparateurs (33,36) des deux tronçons d'extrémité sont réalisés en deux parties (33a,33b ; 36a,36b) s'emboîtant pour permettre l'engagement du séparateur sous lesdits retours (8,19).
9. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la paroi externe des tronçons de tuyère (TAM, TIM, TIV, TAV) est munie, au moins au droit des éventuelles parties sensiblement planes, de nervures de raidissage (45) chevauchées par les séparateurs (33 à 36) qui sont conformés à cet effet.
10. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la face frontale inférieure (61) du nez de la tuyère forme, avec une paroi interne sensiblement plane correspondante du divergent, un angle inférieur à 90° pour donner éventuellement aux plaques d'essai du type "planche plane" (62) une incidence négative.
11. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte, dans une partie sensiblement plane du divergent, à son extrémité aval, une plaque amovible de régulation thermique locale (55,63), disposée dans la continuité de ladite partie plane, sur le tronçon d'extrémité aval (TAV) de la tuyère et éventuellement du tronçon précédent.
12. Tuyère suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la plaque est une plaque dite froide, destinée à accroître le refroidissement, constituée de deux plaques métalliques (56,57) assemblées, définissant entre elles un circuit (58) de circulation d'un fluide, notamment de refroidissement, relié à
des circuits extérieurs via des collecteurs (59,60) traversant de manière étanche l'une des chambres de refroidissement (31a,31b), son séparateur (35) et l'enveloppe externe (EIV).
des circuits extérieurs via des collecteurs (59,60) traversant de manière étanche l'une des chambres de refroidissement (31a,31b), son séparateur (35) et l'enveloppe externe (EIV).
13. Tuyère suivant la revendication 11, caractérisée en ce que la plaque est une plaque dite chaude, destinée à réduire le refroidissement, constituée d'une plaque de mousse de silice (64) et d'une semelle métallique (65), les deux plaques étant assemblées face à face et munies de systèmes de mesure de la température.
14. Tuyère suivant l'une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que les tronçons de tuyère (TAM, TIM, TIV, TAV) sont réalisés d'un seul bloc, en alliage de cuivre et par usinage par électro-érosion.
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| FR9107188A FR2677450B1 (fr) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Tuyere modulaire a refroidissement par film d'eau notamment pour essais a haute temperature d'eprouvettes ou analogues. |
| FR9107188 | 1991-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2070158A1 true CA2070158A1 (fr) | 1992-12-08 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002070158A Abandoned CA2070158A1 (fr) | 1991-06-07 | 1992-06-01 | Tuyere modulaire a refroidissement par film d'eau notamment pour essais a haute temperature d'eprouvettes ou analogues |
Country Status (6)
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