EP4486986A1 - Cône d'éjection pour turbomachine d'aéronef - Google Patents

Cône d'éjection pour turbomachine d'aéronef

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Publication number
EP4486986A1
EP4486986A1 EP23714224.5A EP23714224A EP4486986A1 EP 4486986 A1 EP4486986 A1 EP 4486986A1 EP 23714224 A EP23714224 A EP 23714224A EP 4486986 A1 EP4486986 A1 EP 4486986A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
partition
seal
upstream
downstream
partitions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23714224.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Tony MIOSSEC
Fabien Bravin
Christophe Jean François Thorel
Marc VERSAEVEL
Valentin SIMEON
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Nacelles SAS
Original Assignee
Safran Nacelles SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Nacelles SAS filed Critical Safran Nacelles SAS
Publication of EP4486986A1 publication Critical patent/EP4486986A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K1/00—Plants characterised by the form or arrangement of the jet pipe or nozzle; Jet pipes or nozzles peculiar thereto
    • F02K1/04—Mounting of an exhaust cone in the jet pipe
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28—Arrangement of seals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05D2260/963—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by Helmholtz resonators

Definitions

  • TITLE Ejection cone for aircraft turbine engine
  • This document concerns an aircraft turbomachine cone, in particular an exhaust cone with a sealed acoustic box.
  • This presentation concerns an assembly located at the rear, at the level of a downstream end, of an aircraft turbojet engine to optimize the flow of air expelled by the turbojet engine. More specifically, this presentation concerns the connection between what is often referred to as the exhaust cone and, located just upstream of the exhaust cone, a turbojet casing, for example a turbojet gas outlet casing.
  • FIG. 1 represents an assembly for an aircraft turbojet, comprising a central gas ejection element, annular around a longitudinal axis X and adapted so that gas is ejected by the turbojet around it, from upstream (AM ) downstream (AV), said assembly being connected to a metal outlet of a turbojet.
  • the aforementioned longitudinal axis X is the longitudinal axis, or axis of rotation, of the turbomachine, in particular of the fan 20 and of the moving blades of the engine 12.
  • the central gas ejection element may correspond to the cone of ejection, marked 1 below, or at least at the upstream part 1a below.
  • the aircraft gas turbojet engine 10 includes a central portion, forming the gas turbine engine 12, mounted within an engine nacelle assembly 14, as is typical of an aircraft designed for subsonic operation. , such as a turboprop or turbofan engine.
  • the nacelle assembly 14 generally includes an engine nacelle 16 and a fan nacelle 18 surrounding a fan 20 located axially upstream of the engine 12.
  • the engine 12 comprises, axially in the downstream part, at least one turbine which may be a low pressure turbine and, still in the downstream part, a metallic exhaust casing 22 and comprising an internal annular shroud 22a and an external annular shroud 22b delimiting between they are a downstream part of the primary annular vein 24 in which the combustion gases from the combustion chamber of the engine 12 circulate.
  • at least one turbine which may be a low pressure turbine and, still in the downstream part, a metallic exhaust casing 22 and comprising an internal annular shroud 22a and an external annular shroud 22b delimiting between they are a downstream part of the primary annular vein 24 in which the combustion gases from the combustion chamber of the engine 12 circulate.
  • the inner annular shroud 22a is connected, at its downstream end, to the ejection cone 1, which may comprise an upstream part 1a, of substantially cylindrical shape, and a downstream part 1b of conical shape.
  • the inner annular shroud 22a is aligned with the outer wall of the ejection cone 1 to form a homogeneous air flow vein at the outlet of the engine 12.
  • an acoustic box can be arranged inside the ejection cone, comprising acoustic partitions interposed between the outer wall of the ejection cone 1 and an internal annular wall of the outer wall, forming a cavity.
  • the assembly of the acoustic partitions and the internal and external walls lacks sealing.
  • a clearance exists between the partitions and the internal wall and/or the external wall.
  • This clearance coupled with a pressure differential between the acoustic partitions creates an acceleration of the air around the acoustic partitions which generates a thermal gradient in the walls and limits their mechanical strength.
  • the play must be less than 1 mm to respect the acoustic attenuation.
  • This document relates to an exhaust cone for an aircraft turbine engine, extending along a longitudinal axis, said cone comprising a radially internal annular wall and a radially external skin delimiting a flow path for a primary flow of gas hot and surrounding the said internal annular wall, and partitions mounted radially between the external skin and the internal annular wall and intersecting so as to delimit with them acoustic boxes, characterized in that the said exhaust cone comprises at least one joint sealing arranged between a radial end of one of the partitions and at least one of the parts constituting the internal annular wall or the external skin.
  • the seal limits the infiltration of air from the primary flow into the acoustic boxes. This improves the acoustic attenuation of the noise emitted by the turbomachine.
  • the seal can be inserted between a radially outer end of the partition and the outer annular wall.
  • the seal may be interposed between a radially inner end of the partition and the inner annular wall. This arrangement makes it possible to constrain the seal by the partition more effectively, in particular by the weight of the partition. This ensures better sealing of the acoustic box.
  • the partitions can be fixed to the external skin or to the internal annular wall, for example by welding, by brazing or by screwing.
  • the radially inner end can be arranged with radial play relative to the inner annular wall.
  • the seal may comprise an O-ring part connected to a fastening strip.
  • the fastening strip can be fixed to a downstream face of the partition and the toroidal part can be arranged at least in part against an upstream face of said partition.
  • the O-ring part can thus be placed on the side where the maximum pressure is applied, which ensures the sealing of the seal on the internal annular wall.
  • the fixing strip may have a thickness less than the radial play to allow the passage of the fixing strip between the radially inner end of the partition and the inner annular wall.
  • the diameter of the toroidal part can be greater than the radial play to prevent the toroidal part from passing between the partition and the internal annular wall.
  • the seal obstructs the radial play between the partition and the internal annular wall and thus makes it possible to seal the acoustic box.
  • the fastening strip can be fixed to the partition by a locking wire passing through the orifices provided in said partition and said fastening strip.
  • Small diameter holes can be made in the partition and the locking wire can pass on either side of the partition and the band like a seam.
  • a button can be provided at the level of the upstream face of the partition to receive the locking wire and hold it in the locking position. This arrangement makes it possible to limit air leakage in the acoustic boxes if the holes have too large a diameter.
  • the fastening strip can be fixed to the partition by riveting or by screwing, washers can be provided at the level of the rivets and/or the screws.
  • the seal may comprise an upstream O-ring part and a downstream O-ring part.
  • the upstream toroidal part can be arranged in contact with the upstream face of the partition and the downstream toroidal part can be arranged in contact with the downstream face of said partition.
  • the diameter of the upstream toroidal part and/or the diameter of the downstream toroidal part may be less than the radial play.
  • the upstream O-ring part and the downstream O-ring part can be connected by a brake wire passing through holes provided in the partition maintaining said seal.
  • the seal can be arranged between the radially inner end of the partition and the inner wall.
  • the upstream toric part and the downstream toric part of said seal can be connected by a connecting strip arranged under the radially inner end of the partition.
  • the connecting strip can be held against the internal wall by said partition.
  • the O-ring part(s) of the seal can be made by weaving or braiding ceramic and/or metal fibers.
  • the upstream and downstream toric parts of the seal can be made by weaving or braiding ceramic and/or metallic fibers
  • the seal may comprise an envelope made of high-temperature material produced by weaving, braiding or winding ceramic fibers or high-temperature metal fibers.
  • the seal may comprise a central body surrounded by the casing made of the same material as the casing or of a strand of high-temperature fibers, for example refractory or silica fibers.
  • the acoustic boxes can be formed by longitudinal partitions and circumferential partitions.
  • the longitudinal partitions and the circumferential partitions can be mutually perpendicular.
  • the longitudinal partitions and the circumferential partitions can be perpendicular to the internal annular wall.
  • At least one, in particular each, of the acoustic boxes can be equipped with a seal, part of which extends along a side face of one of the longitudinal partitions forming said acoustic box and an upstream face of the downstream circumferential partition forming said acoustic box.
  • This document also relates to a turbine engine for an aircraft comprising an ejection cone as mentioned above.
  • FIG. 1 represents a sectional view of a turbomachine according to the prior art.
  • FIG. 3 shows a sectional view of the upstream part of the discharge cone of figure 2.
  • FIG. 4 shows an enlarged view of one end of one of the partitions of the acoustic structure of figures 2 and 3.
  • FIG. 5 shows a front view of a first acoustic box of the acoustic structure of Figures 2 to 4.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the seal fitted to the first acoustic box in figure 5.
  • FIG. 7 shows a front view of a second acoustic box of the acoustic structure of Figures 2 to 4.
  • FIG. 8 shows a perspective view of a first seal fitted to the second acoustic box of figure 7.
  • FIG. 9 shows a perspective view of a second seal fitted to the second acoustic box in figure 7.
  • FIG. 10 shows an enlarged view of one end of one of the partitions of the acoustic structure equipped with a second embodiment of the seal.
  • FIG. 11 shows an enlarged view of one end of one of the partitions of the acoustic structure equipped with a third embodiment of the seal.
  • FIG. 12 shows an enlarged view of one end of one of the partitions of the acoustic structure equipped with a fourth embodiment of the seal.
  • FIG. 2 represents an upstream part of an ejection cone which may be the ejection cone 1 of FIG. 1.
  • FIG. 3 represents a sectional view of the upstream part of FIG. 2.
  • This upstream part comprises a outer skin 102 annular around the longitudinal axis X.
  • the outer skin 102 is made of ceramic matrix composite and surrounds an inner annular wall 104 which is also made of ceramic matrix composite.
  • the outer skin 102 and/or the inner wall 104 are connected upstream to an exhaust casing, for example the exhaust casing 22, and downstream to a conical wall of the ejection cone by a flange connection 114.
  • the outer skin 102 is fixed at its downstream part to the exhaust cone and is free at its upstream part and only the inner wall 104 is fixed upstream to the exhaust casing.
  • Longitudinal partitions 106 and circumferential partitions 108 are arranged between the outer skin 102 and the inner wall 104.
  • the partitions 106 and 108 extend substantially perpendicular to the inner wall 104.
  • the longitudinal partitions 106 are also substantially perpendicular to the circumferential partitions 108 and form a honeycomb structure, comprising acoustic boxes 110 provided to attenuate the noise in the turbomachine.
  • the longitudinal partitions 106 are fixed to the internal wall 104 by screws 130 through retaining brackets 132 which are also fixed to said longitudinal partitions.
  • Each circumferential partition 108 is interposed circumferentially between two consecutive longitudinal partitions and said circumferential partition 108 is fixed on either side to said two consecutive longitudinal partitions.
  • the assembly of the partitions to the internal wall 104 does not ensure sealing of the acoustic boxes because a radial play remains between a radially internal end 107 of the partitions 108, 106 and the internal wall 104. Part of the flow F of air passing through the turbomachine can infiltrate the acoustic boxes 110 through this radial play. Of moreover, this clearance impacts noise attenuation because the acoustic waves are no longer correctly channeled in the cell.
  • a seal 112 is fitted to fill the radial play.
  • Figure 4 shows the arrangement of the seal 112 with respect to the circumferential partition 108 but this arrangement may be applicable to the longitudinal partition 106.
  • the seal 112 comprises an O-ring part 118 connected to a fastening strip 116
  • the fixing strip 116 may have a rectangular section and is fixed to the downstream face of the circumferential partition 108 for example by rivets 120.
  • the fixing strip 116 has a thickness less than the radial clearance between the end 107 and the wall internal 104.
  • the end 107 of the circumferential 108 is in abutment against the toric part 118, in particular at the level of the junction between the toric part 118 and the fixing strip 116.
  • the toric part 118 is arranged against the upstream face of the circumferential partition 108.
  • the toroidal part 118 has a diameter greater than the radial clearance, so it is held in place.
  • a first acoustic box 110 is shown in Figure 5 and includes a seal 112A, similar to the seal 112 of Figure 6.
  • the first acoustic box 110 is formed by two longitudinal partitions 106 and a downstream circumferential partition 108 attached to each of the longitudinal partitions 106 at its circumferential ends.
  • the 112A seal is made in a single part.
  • the fixing strip 116 of the seal 112A has a shape complementary to the downstream surface of the circumferential partition 108 and part of the longitudinal partition 106.
  • a first toric part 1181 of the seal 112 has a shape complementary to the upstream surface of the circumferential partition 108.
  • a second O-ring part 1182 of the seal 112 is arranged at the level of the longitudinal partition 106.
  • a second acoustic box 110 is represented in FIG. 7 and comprises the seal 112A of FIG. 8.
  • the second acoustic box 110 is formed laterally by two longitudinal partitions 106.
  • the second acoustic box 110 is formed upstream by a downstream circumferential partition 108 fixed to each of the longitudinal partitions 106 at its circumferential ends.
  • the second acoustic box 110 is also formed upstream by a first circumferential partition 1081 and a second circumferential partition IO82 fixed to each other by a fixing to the internal wall 104 and to the longitudinal partitions.
  • the first circumferential partition IO81 is equipped with the seal 112B and the second circumferential partition IO82 is equipped with the seal 112A.
  • the gasket 112A is formed from a single gasket sector on which a specific cutout has been made to accommodate the geometry of the walls 1082 and 106.
  • the gasket 112A when mounted in the acoustic box 110, has a shape complementary to the second circumferential partition IO82 and the longitudinal partition 106 adjacent to said second circumferential partition IO812.
  • the seal 112A comprises a cutout 111A of the toric part 118 and thus allows the insertion of the seal 112A in the second acoustic box 110.
  • the seal 112B is shown in Figure 9.
  • the seal 112B comprises a single sector without cutting and which has a shape complementary to the downstream surface of the first circumferential partition 1081, when the seal 112B is mounted in the acoustic box 110.
  • the seal 112, 112A or 112B comprises an envelope made of high temperature material produced by weaving, braiding or winding ceramic fibers and/or high temperature metal fibers.
  • This casing surrounds a central body of the seal 112 made of the same material as the casing or of a strand of high-temperature fibers, for example refractory fibers or silica.
  • a second example of a seal 212 is shown in FIG. 10.
  • the seal 212 comprises a first O-ring part 214 arranged against an upstream face of the circumferential partition 108 and a second O-ring part 216 arranged against a downstream face of the circumferential partition 108.
  • the first and second toric parts 214 and 216 each have a diameter greater than the radial clearance between the end 107 and the internal wall 104.
  • the seal 212 comprises an envelope made of high temperature material produced by weaving , braiding or winding of ceramic fibers and/or high temperature metal fibers. This casing surrounds a central body of the seal 212 made of the same material as the casing or of a strand of high-temperature fibers, for example refractory fibers or silica.
  • the first toric part 214 is connected to the second toric part 216 by a connecting strip 218 having a rectangular section.
  • the connecting strip 218 is arranged between the end 107 and the internal wall 104.
  • the connecting strip 218 has a thickness less than the radial play.
  • gasket 212, gasket 312, and gasket 412 are described in relation to circumferential bulkhead 108 but may be arranged at a longitudinal bulkhead.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Exhaust Silencers (AREA)

Abstract

Le présent document concerne un cône d'échappement pour une turbomachine d'aéronef, s'étendant selon un axe longitudinal (X), ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne (104) et une peau radialement externe (102) délimitant une veine d'écoulement d'un flux primaire de gaz chauds et entourant ladite paroi annulaire interne, et des cloisons (106,108) montées radialement entre la peau externe et la paroi annulaire interne et s'entrecroisant de façon à délimiter avec elles des caissons acoustiques (110), caractérisé en ce que ledit cône d'échappement comprend au moins un joint d'étanchéité (112) agencé entre une extrémité radiale (107) d'une des cloisons et au moins l'une de la paroi annulaire interne (104) et de la peau externe (102).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Cône d’éjection pour turbomachine d’aéronef
Domaine technique de l’invention
Le présent document concerne un cône turbomachine d’aéronef, en particulier un cône d’éjection avec un caisson acoustique étanche.
Etat de la technique antérieure
Le présent exposé concerne un ensemble situé à l’arrière, au niveau d’une extrémité aval, d’un turboréacteur d'aéronef pour optimiser l'écoulement d’air expulsés par le turboréacteur. Plus précisément, le présent exposé concerne la liaison entre ce qui est souvent dénommé cône d'éjection et, située juste à l’amont du cône d’éjection, un carter du turboréacteur, par exemple un carter de sortie de gaz du turboréacteur.
La figure 1 représente un ensemble pour turboréacteur d'aéronef, comprenant un élément central d'éjection de gaz, annulaire autour d’un axe longitudinal X et adapté pour que du gaz soit éjecté par le turboréacteur autour de lui, d’amont (AM) vers l’aval (AV), ledit ensemble étant relié à une sortie métallique d'un turboréacteur. L’axe longitudinal X précité est l’axe longitudinal, ou axe de rotation, de la turbomachine, en particulier de la soufflante 20 et des aubes mobiles du moteur 12. L’élément central d'éjection de gaz peut correspondre au cône d'éjection, repéré 1 ci-après, ou au moins à la partie amont 1a ci-après.
Le turboréacteur à gaz d'aéronef 10 comprend une partie centrale, formant le moteur 12 à turbine à gaz, montée à l'intérieur d'un ensemble 14 de nacelle de moteur, comme cela est typique d'un aéronef conçu pour un fonctionnement subsonique, telle qu’un turbopropulseur ou un turboréacteur à double flux. L'ensemble 14 de nacelle comprend généralement une nacelle de moteur 16 et une nacelle de soufflante 18 entourant une soufflante 20 située axialement en amont du moteur 12.
Le moteur 12 comprend, axialement en partie aval, au moins une turbine qui peut être une turbine basse pression et, encore en partie aval, un carter d’échappement 22 métallique et comprenant une virole annulaire interne 22a et une virole annulaire externe 22b délimitant entre elles une partie aval de la veine annulaire primaire 24 dans laquelle circule les gaz de combustion issus de la chambre de combustion du moteur 12.
La virole annulaire interne 22a est reliée, à son extrémité aval, au cône d'éjection 1 , lequel peut comprendre une partie amont 1a, de forme sensiblement cylindrique, et une partie aval 1 b de forme conique. La virole annulaire interne 22a est alignée avec la paroi externe du cône d’éjection 1 pour former une veine d’écoulement homogène de l’air en sortie du moteur 12. Pour réduire les nuisances sonores produites par les gaz en sortie du moteur un caisson acoustique peut être agencé à l’intérieur du cône d’éjection, comprenant des cloisons acoustiques intercalées entre la paroi externe du cône d’éjection 1 et une paroi annulaire interne de la paroi externe, formant une cavité. L’assemblage des cloisons acoustiques et des parois interne et externe manque d’étanchéité. En effet, un jeu existe entre les cloisons et la paroi interne et/ou de la paroi externe. Ce jeu couplé à un différentiel de pression entre les cloisons acoustiques crée une accélération de l’air autour des cloisons acoustiques ce qui engendre un gradient thermique dans les parois et limite leurs tenues mécaniques. En outre, le jeu doit être inférieur à 1 mm pour respecter l’atténuation acoustique.
Il existe un besoin d’amélioration des caissons acoustiques dans les cônes d’éjection.
Résumé de l’invention
Le présent document concerne un cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe longitudinal, ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne et une peau radialement externe délimitant une veine d’écoulement d’un flux primaire de gaz chauds et entourant ladite paroi annulaire interne, et des cloisons montées radialement entre la peau externe et la paroi annulaire interne et s’entrecroisant de façon à délimiter avec elles des caissons acoustiques, caractérisé en ce que ledit cône d’échappement comprend au moins un joint d’étanchéité agencé entre une extrémité radiale d’une des cloisons et au moins l’une des parties constituant la paroi annulaire interne ou la peau externe.
Le joint d’étanchéité permet de limiter l’infiltration d’air du flux primaire dans les caissons acoustiques. Ceci permet d’améliorer l’atténuation acoustique du bruit émis par la turbomachine.
Le joint d’étanchéité peut être intercalé entre une extrémité radialement externe de la cloison et la paroi annulaire externe.
Le joint d’étanchéité peut être intercalé entre une extrémité radialement interne de la cloison et la paroi annulaire interne. Cet agencement permet de contraindre le joint d’étanchéité par la cloison de façon plus efficace, en particulier par le poids de la cloison. Ceci permet d’assurer une meilleure étanchéité du caisson acoustique.
Les cloisons peuvent être fixées à la peau externe ou à la paroi annulaire interne, par exemple par soudage, par brasage ou par vissage. L’extrémité radialement interne peut être agencée avec un jeu radial par rapport à la paroi annulaire interne. Ainsi, il est avantageux de disposer le joint d’étanchéité entre l’extrémité radialement interne et la paroi annulaire interne.
Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité peut comprendre une partie torique reliée à une bande de fixation. La bande de fixation peut être fixée à une face aval de la cloison et la partie torique peut être agencée au moins en partie contre une face amont de ladite cloison.
La partie torique peut être ainsi placée du côté où la pression maximale, ce qui permet d’assurer le placage du joint sur la paroi annulaire interne.
La bande de fixation peut présenter une épaisseur inférieure au jeu radial pour permettre le passage de la bande de fixation entre l’extrémité radialement interne de la cloison et la paroi annulaire interne.
En outre, le diamètre de la partie torique peut être supérieur au jeu radial pour empêcher la partie torique de passer entre la cloison et la paroi annulaire interne. Ainsi, le joint d’étanchéité obstrue le jeu radial entre la cloison et la paroi annulaire interne et permet ainsi d’étanchéifier le caisson acoustique.
La bande de fixation peut être fixée à la cloison par un fil frein traversant des orifices prévus ladite cloison et ladite bande de fixation. Des perçages de faible diamètre peuvent être réalisés dans la cloison et le fil frein peut passer de part et d’autre de la cloison et de la bande tel une couture. En particulier, un bouton peut être prévu au niveau de la face amont de la cloison pour recevoir le fil frein et le maintenir en position de blocage. Cet agencement permet de limiter la fuite d’air dans les caissons acoustiques si les perçages ont un diamètre trop important.
Alternativement, la bande de fixation peut être fixée à la cloison par rivetage ou par vissage, des rondelles peuvent être prévus au niveau des rivets et/ou des vis.
Selon un mode de réalisation, le joint d’étanchéité peut comprendre une partie torique amont et une partie torique aval. La partie torique amont peut être disposée en contact avec la face amont de la cloison et la partie torique aval peut être disposée en contact avec la face aval de ladite cloison.
Le diamètre de la partie torique amont et/ou le diamètre de la partie torique aval peuvent être inférieur au jeu radial.
La partie torique amont et la partie torique aval peuvent être reliées par un fil frein traversant des orifices prévus dans la cloison maintenant ledit joint d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation, le joint peut être agencé entre l’extrémité radialement interne de la cloison et la paroi interne. La partie torique amont et la partie torique aval dudit joint d’étanchéité peuvent être reliées par une bande de liaison agencée sous l’extrémité radialement interne de la cloison. La bande de liaison peut être maintenue contre la paroi interne par ladite cloison.
La ou les parties toriques du joint d’étanchéité peuvent être réalisées par tissage ou tressage de fibres céramiques et/ou métalliques.
En outre, les parties toriques amont et aval du joint d’étanchéité peuvent être réalisées par tissage ou tressage de fibres céramiques et/ou métalliques Le joint d’étanchéité peut comprendre une enveloppe constituée de matériau haute température réalisée par tissage, tressage ou enroulement de fibres céramiques ou de fibres haute températures métallique. Le joint d’étanchéité peut comprendre un corps central entouré par l’enveloppe constituée du même matériau que l’enveloppe ou d’un toron de fibres haute température par exemple des fibres réfractaires ou en silice.
Le joint d’étanchéité peut comprendre une bande de fixation fixée à la face amont de la cloison et une partie recourbée comportant une surface convexe en appui contre la paroi interne. La bande de fixation peut être fixée à la cloison par un fil frein traversant des orifices prévus ladite cloison et ladite bande de fixation. En particulier, un bouton peut être prévu au niveau de la face amont de la cloison pour recevoir le fil frein et le maintenir en position de blocage. Alternativement, la bande de fixation peut être fixée à la cloison par rivetage. Le joint d’étanchéité peut être métallique.
Les caissons acoustiques peuvent être formés par des cloisons longitudinales et des cloisons circonférentielles. Les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles peuvent être perpendiculaires entre eux. Les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles peuvent être perpendiculaires à la paroi annulaire interne. Au moins un, en particulier chacun, des caissons acoustiques peut être équipé d’un joint d’étanchéité dont une partie s’étend le long d’une face latérale d’une des cloisons longitudinales formant ledit caisson acoustique et d’une face amont de la cloison circonférentielle aval formant ledit caisson acoustique.
Le présent document concerne encore une turbomachine pour aéronef comprenant cône d’éjection tel que précité.
Brève description des figures
[Fig. 1] représente une vue en coupe d’une turbomachine selon l’art antérieur.
[Fig. 2] représente une vue en perspective d’une partie amont d’un cône d’éjection comprenant une structure acoustique équipée d’un premier exemple de réalisation du joint d’étanchéité.
[Fig. 3] représente une vue de coupe de la partie amont du cône d’éjection de la figure 2. [Fig. 4] représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique des figures 2 et 3.
[Fig. 5] représente une vue de face d’un premier caisson acoustique de la structure acoustique des figures 2 à 4.
[Fig. 6] représente une vue en perspective du joint d’étanchéité équipant le premier caisson acoustique de la figure 5.
[Fig. 7] représente une vue de face d’un second caisson acoustique de la structure acoustique des figures 2 à 4. [Fig. 8] représente une vue en perspective d’un premier joint d’étanchéité équipant le second caisson acoustique de la figure 7.
[Fig. 9] représente une vue en perspective d’un second joint d’étanchéité équipant le second caisson acoustique de la figure 7.
[Fig. 10] représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique équipée d’un second exemple de réalisation du joint d’étanchéité.
[Fig. 11] représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique équipée d’un troisième exemple de réalisation du joint d’étanchéité.
[Fig. 12] représente une vue agrandie d’une extrémité d’une des cloisons de la structure acoustique équipée d’un quatrième exemple de réalisation du joint d’étanchéité.
Description détaillée de l’invention
La figure 2 représente une partie amont d’un cône d’éjection qui peut être le cône d’éjection 1 de la figure 1. La figure 3 représente une vue en coupe de la partie amont de la figure 2. Cette partie amont comprend une peau externe 102 annulaire autour de l’axe longitudinal X. La peau externe 102 est en composite à matrice céramique et entoure une paroi annulaire interne 104 qui est également en composite à matrice céramique. La peau externe 102 et/ou la paroi interne 104 sont reliées à l’amont à un carter d’échappement, par exemple le carter d’échappement 22, et à l’aval à une paroi conique du cône d’éjection par une bride de liaison 114. En particulier, la peau externe 102 est fixée à sa partie aval au cône d’éjection et est libre à sa partie amont et seule la paroi interne 104 est fixée à l’amont au carter d’échappement.
Des cloisons longitudinales 106 et des cloisons circonférentielles 108 sont agencées entre la peau externe 102 et la paroi interne 104. Les cloisons 106 et 108 s’étendent sensiblement perpendiculairement à la paroi interne 104. Les cloisons longitudinales 106 sont aussi sensiblement perpendiculaires aux cloisons circonférentielles 108 et forment une structure alvéolaire, comprenant des caissons acoustiques 110 prévus pour atténuer le bruit dans la turbomachine.
Les cloisons longitudinales 106 sont fixées à la paroi interne 104 par des vis 130 à travers des équerres de maintiens 132 lesquelles sont aussi fixées auxdites cloisons longitudinales. Chaque cloison circonférentielle 108 est intercalée circonférentiellement entre deux cloisons longitudinales consécutives et ladite cloison circonférentielle 108 est fixée de part et d’autre audites deux cloisons longitudinales consécutives.
L’assemblage des cloisons à la paroi interne 104 n’assure pas une étanchéité des caissons acoustiques car un jeu radial subsiste entre une extrémité radialement interne 107 des cloisons 108, 106 et la paroi interne 104. Une partie du flux F d’air traversant la turbomachine peut s’infiltrer dans les caissons acoustiques 110 à travers ce jeu radial. De plus, ce jeu impacte l’atténuation du bruit car les ondes acoustiques ne sont plus correctement canalisées dans l’alvéole.
Pour limiter ces infiltrations, un joint d’étanchéité 112 est monté pour combler le jeu radial. La figure 4 montre l’agencement du joint d’étanchéité 112 par rapport à la cloison circonférentielle 108 mais cet agencement peut être applicable à la cloison longitudinale 106. Le joint d’étanchéité 112 comprend une partie torique 118 reliée à une bande de fixation 116. La bande de fixation 116 peut présenter une section rectangulaire et est fixée à la face aval de là cloison circonférentielle 108 par exemple par des rivets 120. La bande de fixation 116 présente une épaisseur inférieure au jeu radial entre l’extrémité 107 et la paroi interne 104. L’extrémité 107 de la circonférentielle 108 est en butée contre la partie torique 118, en particulier au niveau de la jonction entre la partie torique 118 et la bande de fixation 116. La partie torique 118 est agencée contre la face amont de la cloison circonférentielle 108. La partie torique 118 présente un diamètre supérieur au jeu radial, ainsi elle est maintenue en place.
Un premier caisson acoustique 110 est représenté sur la figure 5 et comprend un joint d’étanchéité 112A, similaire au joint d’étanchéité 112 de la figure 6. Le premier caisson acoustique 110 est formé par deux cloisons longitudinales 106 et une cloison circonférentielle aval 108 fixée à chacune des cloisons longitudinales 106 au niveau de ses extrémités circonférentielles. Le joint d’étanchéité 112A est réalisée en une seule partie. La bande de fixation 116 du joint d’étanchéité 112A présente une forme complémentaire à la surface aval de la cloison circonférentielle 108 et une partie de la cloison longitudinale 106. Une première partie torique 1181 du joint d’étanchéité 112 présente une forme complémentaire à la surface amont de la cloison circonférentielle 108. Une seconde partie torique 1182du joint 112 est agencé au niveau de la cloison longitudinale 106.
Un second caisson acoustique 110 est représenté sur la figure 7 et comprend le joint d’étanchéité 112A de la figure 8. Le second caisson acoustique 110 est formé latéralement par deux cloisons longitudinales 106. Le second caisson acoustique 110 est formé à l’amont par une cloison circonférentielle aval 108 fixée à chacune des cloisons longitudinales 106 au niveau de ses extrémités circonférentielles. Le second caisson acoustique 110 est aussi formé à l’amont par une première cloison circonférentielle 1081 et une seconde cloison circonférentielle IO82 fixées entre elles par une fixation à la paroi interne 104 et aux cloisons longitudinales. La première cloison circonférentielle IO81 est équipée du joint d’étanchéité 112B et la seconde cloison circonférentielle IO82 est équipée du joint d’étanchéité 112A. Le joint d’étanchéité 112A est formé d’un seul secteur de joint sur lequel on a réalisé une découpe spécifique pour s’accommoder de la géométrie des parois IO82 et 106. Le joint d’étanchéité 112A, lorsqu’il est monté dans le caisson acoustique 110, présente une forme complémentaire à la seconde cloison circonférentielle IO82 et la cloison longitudinale 106 adjacente à ladite seconde cloison circonférentielle IO812. Le joint d’étanchéité 112A comprend une découpe 111A de la partie torique 118 et permet ainsi l’insertion du joint d’étanchéité 112A dans le second caisson acoustique 110.
Le joint d’étanchéité 112B est présenté sur la figure 9. Le joint d’étanchéité 112B comprend un seul secteur sans découpe et qui présente une forme complémentaire à la surface aval de la première cloison circonférentielle 1 O81, lorsque le joint d’étanchéité 112B est monté dans le caisson acoustique 110.
Le joint d’étanchéité 112, 112A ou 112B comprend une enveloppe constituée de matériau haute température réalisée par tissage, tressage ou enroulement de fibres céramiques et/ou de fibres haute températures métallique. Cette enveloppe entoure un corps central du joint d’étanchéité 112 constituée du même matériau que l’enveloppe ou d’un toron de fibres haute température par exemple des fibres réfractaires ou en silice.
Un second exemple de joint d’étanchéité 212 est représenté sur la figure 10. Le joint d’étanchéité 212 comprend une première partie torique 214 agencée contre une face amont de la cloison circonférentielle 108 et une seconde partie torique 216 agencée contre une face aval de la cloison circonférentielle 108. Les première et seconde parties toriques 214 et 216 présentent chacune un diamètre supérieur au jeu radial entre l’extrémité 107 et la paroi interne 104. Le joint d’étanchéité 212 comprend une enveloppe constituée de matériau haute température réalisée par tissage, tressage ou enroulement de fibres céramiques et/ou de fibres haute températures métallique. Cette enveloppe entoure un corps central du joint d’étanchéité 212 constituée du même matériau que l’enveloppe ou d’un toron de fibres haute température par exemple des fibres réfractaires ou en silice.
La première partie torique 214 est reliée à la seconde partie torique 216 par une bande de liaison 218 présentant une section rectangulaire. La bande de liaison 218 est agencée entre l’extrémité 107 et la paroi interne 104. La bande de liaison 218 présente une épaisseur inférieure au jeu radial.
En variante, dans le troisième joint d’étanchéité 312 de la figure 11 , la première partie torique 214 est reliée à la seconde partie torique 216 par un fil de frein 318 traversant des orifices prévus la cloison circonférentielle 108 et les parties toriques 214 et 216. Le fil de frein 318 peut être métallique.
Un quatrième joint d’étanchéité 412 est représenté sur la figure 12 et comprend une bande de fixation 416 fixée à la face amont de la cloison circonférentielle 108. Le joint d’étanchéité 412 comprend une partie recourbée 414 comprenant une surface convexe 415 agencée en contact avec la paroi interne 104. La partie recourbée 414 a une forme en « U » et présente une surface concave opposée à la surface convexe 415 et tournée vers la peau externe 102. La bande de fixation 416 est reliée à la face amont de la cloison circonférentielle par un fil frein traversant la bande de fixation 416 et la cloison circonférentielle 108 et maintenu serré par un bouton 420.
Chacun du joint d’étanchéité 212, du joint d’étanchéité 312 et du joint d’étanchéité 412 sont décrit en relation avec la cloison circonférentielle 108 mais peut être agencé au niveau d’une cloison longitudinale.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Cône d’échappement pour une turbomachine d’aéronef, s’étendant selon un axe longitudinal (X), ledit cône comprenant une paroi annulaire radialement interne (104) et une peau radialement externe (102) délimitant une veine d’écoulement d’un flux primaire de gaz chauds et entourant ladite paroi annulaire interne, et des cloisons (106,108) montées radialement entre la peau externe et la paroi annulaire interne et s’entrecroisant de façon à délimiter avec elles des caissons acoustiques (110), caractérisé en ce que ledit cône d’échappement comprend au moins un joint d’étanchéité (112 ;212 ;312 ;412) agencé entre une extrémité radiale (107) d’une des cloisons et au moins l’une des parties constituant la paroi annulaire interne (104) ou la peau externe (102), dans lequel le joint d’étanchéité est intercalé entre une extrémité radialement interne d’une des cloisons et des parties constituant la paroi annulaire interne (104).
2. Cône selon la revendication précédente, dans lequel le joint d’étanchéité (112) comprend une partie torique (118) reliée à une bande de fixation (116), dans lequel la bande de fixation est fixée à une face aval de la cloison (108) et la partie torique (118) est agencée au moins en partie contre une face amont de ladite cloison.
3. Cône selon la revendication 1 , dans lequel le joint d’étanchéité (212 ;312) comprend une partie torique amont (214) et une partie torique aval (216), dans lequel la partie torique amont est disposée en contact avec la face amont de la cloison (108) et la partie torique aval est disposée en contact avec la face aval de ladite cloison.
4. Cône selon la revendication précédente, dans lequel la partie torique amont (214) et la partie torique aval (216) sont reliées par un fil frein (318) traversant des orifices prévus dans ladite cloison (108).
5. Cône selon la revendication 3, dans lequel le joint d’étanchéité (212) est agencé entre l’extrémité radialement interne (107) de la cloison (108) et la paroi interne (104), et dans lequel la partie torique amont (214) et la partie torique aval (216) dudit joint d’étanchéité sont reliées par une bande de liaison (218) agencée sous l’extrémité radialement interne de la cloison.
6. Cône selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel la partie torique (118) du joint d’étanchéité (112) est réalisée par tissage ou tressage de fibres céramiques métalliques ou bien dans lequel les parties toriques amont et aval (214,216) du joint d’étanchéité (212 ; 312) sont réalisées par tissage ou tressage de fibres céramiques ou métalliques.
7. Cône selon la revendication 1 , dans lequel le joint d’étanchéité (412) comprend une bande de fixation (416) fixée à la face amont de la cloison (108) et une partie recourbée (414) comportant une surface convexe (415) en appui contre la paroi interne (104).
8. Cône selon la revendication 2 ou la revendication 7, dans lequel la bande de fixation (116 ; 416) est fixée à la cloison (108) par un fil frein (418) traversant des orifices prévus ladite cloison et ladite bande de fixation.
9. Cône selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les caissons acoustiques (110) sont formés par des cloisons longitudinales (106) et des cloisons circonférentielles
(108), dans lequel au moins un des caissons acoustiques est équipé d’un joint d’étanchéité (112A, 112B) dont une partie s’étend le long d’une face latérale d’une des cloisons longitudinales (106) formant ledit caisson acoustique et d’une face amont de la cloison circonférentielle (108) aval formant ledit caisson acoustique. 10. Turbomachine pour aéronef comprenant cône d’éjection selon l’une des revendications précédentes.
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