FR2764038A1 - Cadre de moteur a turbine a gaz avec raccord de tuyauterie a profil plat - Google Patents

Abstract

Ce raccord de tuyauterie à profil plat est destiné à un tube d'entretoise (30) traversant radialement une entretoise (24) qui s'étend entre le carter extérieur (20) et la partie centrale (22) d'un cadre (14) de moteur à turbine à gaz. Le tube d'entretoise a un axe longitudinal (30a) et une extrémité distale fermée (30b). Un siège (30c) est espacé de l'extrémité distale et disposé sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal pour définir un orifice d'écoulement (30d). Un tube secondaire (34) comporte un embout arrondi (34a) en son extrémité distale, disposé en contact aboutant avec le siège (30c) pour canaliser un fluide entre eux. Un moyen de fixation (42) réunit les tubes d'entretoise et secondaire en compression entre l'embout arrondi et le siège afin de maintenir un contact étanche entre eux pour canaliser le fluide entre les tubes d'entretoise et secondaire.

Description

Cadre de moteur à turbine à gaz avec raccord de tuyauterie à

profil plat.

La présente invention concerne d'une manière générale les moteurs à turbine à gaz et, plus particulièrement, des cadres présents

dans ces moteurs.

Un moteur à turbine à gaz contient un ou plusieurs rotors réu-

nis à un ou plusieurs disques de rotor desquels partent radialement vers l'extérieur une pluralité d'ailettes de rotor espacées les unes des autres dans le sens de la circonférence. En cours de fonctionnement, les ailettes extraient de l'énergie des gaz de combustion chauds qui

traversent les rotors pour effectuer un travail utile, comme l'alimenta-

tion en énergie d'une soufflante ou d'un compresseur du moteur réuni à certains des rotors. Les rotors sont montés dans des paliers appropriés qui sont eux mêmes supportés par des cadres correspondants réunis au

carénage extérieur du moteur.

Un cadre typique comprend un carter extérieur annulaire, disposé coaxialement à une partie centrale intérieure annulaire, avec une pluralité d'entretoises creuses, espacées les unes des autres dans le sens de la circonférence, qui s'étendent radialement et auxquelles le

cadre et la partie centrale sont fixement réunis de manière appropriée.

Les entretoises sont dimensionnées pour former un cadre rigide, capa-

ble de faire passer les charges de poussée de la partie centrale radiale-

ment vers l'extérieur et jusqu'au carter.

Cependant, les entretoises traversent forcément directement le trajet du flux de gaz de combustion ou de gaz de compresscur et doivent donc être dimensionnées de manière particulière pour minimiser le blocage indésirable de ce flux. Le contour extérieur d'une entretoise

typique a donc une forme aérodynamique symétrique, qui est générale-

ment un profil allongé et ovale, avec des bords d'attaque et de fuite relativement minces. L'axe de corde de l'entretoise est généralement aligné avec l'axe central du moteur pour présenter une section de bord d'attaque minimale autour de laquelle s'écoulent les gaz de combus- tion. Les parois latérales ou circonférentielles des entretoises sont

relativement longues dans la direction axiale afin de fournir une rigi-

dité structurelle convenable pour transmettre les efforts voulus entre

la partie centrale et le carter.

Les cadres forment en outre une voie de passage commode pour des conduits ou tuyauteries de service qui transportent du fluide entre les parties intérieure et extérieure du moteur, radialement à travers le trajet d'écoulement des gaz. Par exemple, des tuyauteries de service typiques comprennent les tuyauteries d'amenée d'huile, les tuyauteries d'alimentation de palier de diffuseur, les tuyauteries d'évacuation d'huile, les tuyauteries de vidange, et les tuyauteries

d'amenée d'air de pressurisation ou d'équilibrage de pression du réser-

voir. Par conséquent, les tuyauteries de service transportent typique-

ment de l'air sous pression à travers les entretoises du cadre, de l'huile neuve vers les paliers intérieurs supportés par le cadre et ramènent

l'huile de vidange vers le système d'alimentation en huile.

Toute perte de charge dans le flux de gaz traversant le cadre de la turbine diminue forcément le rendement global du moteur. Par

conséquent, le trajet d'écoulement aérodynamique limite nécessaire-

ment la taille des entretoises, dans leurs deux directions axiale et

cordale, mais aussi dans leur direction tangentielle ou de l'épaisseur.

De manière correspondante, le passage interne de l'entretoise est lui aussi limité et a un contour ovale et allongé relativement mince, qui

limite la taille des canalisations de service pouvant y être installées.

Toutefois, le système de lubrification et les systèmes d'air secondaire dans le moteur ont besoin d'une certaine taille minimale des tuyauteries de service, pour donner des débits appropriés d'air et d'huile. Des tuyauteries de service plus petites créent des pertes de charge plus importantes, qui peuvent nuire au bon fonctionnement des systèmes de lubrification et d'amenée d'air. Les tuyauteries de service ont typiquement des formes ovales pour maximiser leur capacité

d'écoulement à l'intérieur des entretoises ovales.

Comme les tuyauteries de service transportent du fluide à

travers une ou plusieurs des entretoises du cadre, il faut nécessaire-

ment qu'elles contiennent des raccords appropriés permettant leur montage et leur démontage lors de la fabrication initiale du moteur mais aussi lors des opérations ultérieures d'entretien. De préférence,

on doit pouvoir monter facilement les tuyauteries de service radiale-

ment à travers les entretoises du cadre, avec des connexions ou des

raccords mécaniques d'écoulement simples, qui peuvent être facile-

ment démontés pour l'entretien. Cela est à opposer au simple soudage des tuyauteries de service après assemblage, qu'il faudrait alors sectionner en cas de démontage pour les re-souder ensuite, ce qui n'est

pas souhaitable.

Par conséquent, les tuyauteries de service contiennent des raccords mécaniques comme ceux typiquement connus sous le nom de raccords à emboîtement qui comprennent un siège sphérique concave dans une première partie, male, de la canalisation de service et un embout arrondi, sphérique et convexe, dans une autre partie adjacente, femelle, de la canalisation de service. Un écrou fileté entoure l'embout arrondi et se visse sur un collier fileté de manière complémentaire et placé autour du siège, le serrage de l'écrou comprimant l'embout arrondi dans son siège pour réaliser l'étanchéité aux fluides tout en

permettant un démontage facile en cas de besoin.

Le raccord à emboîtement a nécessairement une taille supé-

rieure à la taille nominale de la canalisation de service pour maintenir un débit de fluide constant sans pertes de charge indésirables. En outre, la canalisation de service typique qui traverse une entretoise de cadre a un contour extérieur ovale et allongé, aplati, qui correspond au contour intérieur ovale de l'entretoise. De cette façon, on peut obtenir dans la canalisation de service des débits de fluide plus élevés qu'avec un simple tube rond, sans pertes de charge indésirables. Cependant le

raccord à emboîtement devient encore plus grand par rapport à l'épais-

seur minimale de la canalisation de service aplatie compte tenu de sa forme ronde agrandie, nécessaire pour avoir une capacité d'écoulement correspondante. En outre, le raccord à emboîtement radialement intérieur comprend aussi une bride de montage intégrée, fixée à la partie centrale du cadre pour supporter la canalisation de service, ce qui augmente encore la taille d'ensemble du raccord. Par conséquent, il est typiquement impossible d'assembler au préalable le siège ou l'embout arrondi d'un raccord à emboîtement typique à l'une ou l'autre des extrémités de la canalisation de service de l'entretoise avant d'introduire cette canalisation dans l'entretoise pendant l'assemblage, car ces éléments ne pourraient pas passer par

l'étroit passage intérieur de l'entretoise.

Pour résoudre ce problème, un tube d'entretoise typique est initialement fabriqué avec une extrémité libre simple qui permet d'introduire le tube radialement dans le passage étroit de l'entretoise lors de l'assemblage, l'élément correspondant du raccord, qui est plus gros, étant soudé ultérieurement à l'extrémité du tube. De cette façon, les morceaux de la canalisation de service qui sont réunis aux extrémités intérieure et extérieure du tube d'entretoise peuvent être fixés à l'aide de raccords à emboîtement classiques en vue d'un démontage ultérieur pendant l'entretien si nécessaire. Mais si le tube d'entretoise doit être retiré du cadre, un de ses éléments d'extrémité doit impérativement

être sectionné, ce qui n'est pas souhaitable.

Donc, il est souhaité un raccord de tuyauterie à profil plat,

destiné à une canalisation de service d'entretoise, qui permette l'intro-

duction de la canalisation de service dans l'entretoise lors de l'assem-

blage et un accouplement mécanique facile aux parties adjacentes de la canalisation de service, ainsi que leur démontage si nécessaire, sans nécessiter un soudage après installation pour l'assemblage, ni un découpage de la canalisation de service pour le démontage. Le raccord de tuyauterie à profil plat doit avoir une capacité d'écoulement adéquate pour s'adapter à la capacité d'écoulement de la canalisation

de service elle-même.

L'invention propose donc un raccord de tuyauterie à profil

plat pour un tube d'entretoise qui s'étend radialement dans une entre-

toise reliant un carter extérieur et une partie centrale intérieure dans un cadre de moteur à turbine à gaz. Le tube d'entretoise comporte un axe longitudinal et a une extrémité distale fermée. Un siège latéral est

espacé de l'extrémité distale en étant disposé sensiblement perpendicu-

lairement à l'axe longitudinal pour définir un orifice d'écoulement. Un tube secondaire comporte en son extrémité distale un embout arrondi, placé en contact aboutant avec le siège latéral pour canaliser le fluide entre eux. Un élément de fixation réunit le tube d'entretoise et le tube secondaire en compression entre l'embout arrondi et le siège latéral pour maintenir un contact étanche entre eux afin de canaliser le fluide

entre les tubes d'entretoise et secondaire.

L'invention, des exemples de ses modes préférés de réalisa-

tion ainsi que d'autres avantages et objets de cette dernière, seront

décrits de manière plus précise dans la description détaillée suivante,

faite en référence aux dessins d'accompagnement, dans lesquels: la figure 1 est une représentation schématique d'une partie d'un moteur à turbine à gaz à double flux, axisymétrique, qui représente une vue axiale, partiellement en coupe, d'un cadre annulaire de turbine

placé entre deux rotors et comportant un raccord de tuyauterie radiale-

ment intérieur à profil plat conforme à un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe circonférentielle d'une partie du cadre de turbine représenté en figure 1, effectuée globalement suivant la ligne 2-2 et représentant le raccord de tuyauterie à profil plat sur un tube d'entretoise traversant l'une des entretoises du cadre selon un exemple de mode de réalisation de la présente invention; la figure 3 est une vue agrandie et partiellement en coupe de l'extrémité distale intérieure du tube d'entretoise représenté en figure 1, montrant une partie du siège latéral du raccord de tuyauterie à profil plat représenté en figure 1; la figure 4 est une vue éclatée du raccord de tuyauterie à profil plat représenté en figure 1; la figure 5 est une vue en coupe du raccord de tuyauterie h profil plat représenté en figure 4, effectuée globalement suivant la ligne 5-5; la figure 6 est une vue en plan du raccord de tuyauterie à profil plat représenté sur la figure 4, vue globalement suivant la ligne 6-6; la figure 7 est une vue partiellement en coupe d'un raccord de tuyauterie à profil plat selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention, configuré pour l'extrémité intérieure du tube d'entretoise représenté en figure 1; la figure 8 est une vue partiellement en coupe du raccord de tuyauterie représenté en figure 1, effectuée suivant la ligne 8-8; la figure 9 est une vue partiellement en coupe d'un raccord de tuyauterie à profil plat selon un troisième mode de réalisation de la présente invention, configuré pour l'extrémité intérieure du tube d'entretoise représenté en figure 1; la figure 10 est une vue partiellement en coupe du raccord de tuyauterie représenté en figure 9, effectuée suivant la ligne 10-10; la figure 11 est une vue en coupe d'un raccord de tuyauterie à profil plat selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention, configuré pour l'extrémité extérieure du tube d'entretoise représenté en figure 1;

la figure 12 est une vue en perspective d'un exemple de capu-

chon destiné à entourer l'extrémité distale du tube d'entretoise repré-

senté en figure 11; la figure 13 est une vue en élévation latérale de l'extrémité distale du tube d'entretoise représenté en figure 11;

la figure 14 est une vue en élévation de face du tube d'entre-

toise représenté en figure 13, vue suivant la ligne 14-14; et

la figure 15 est une vue en élévation de dos du tube d'entre-

toise représenté en figure 13, vue suivant la ligne 15-15.

La figure 1 représente de manière schématique une partie d'un moteur à turbine à gaz 10, axisymétrique, comportant un axe

central longitudinal 12. Dans l'exemple de mode de réalisation repré-

senté, un cadre central 14 de turbine, annulaire, est disposé de manière coaxiale entre les rotors correspondants d'une turbine haute pression 16 et d'une turbine basse pression 18, conventionnelles. Les turbines 16, 18 comprennent des rangées respectives d'ailettes de rotor qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis des disques de rotor, les disques respectifs étant réunis à des arbres de rotor concentriques disposés coaxialement avec le cadre de turbine 14 autour de l'axe

central 12, selon une configuration classique.

Le cadre de turbine 14 comprend un carter extérieur 20, annulaire, et une partie centrale 22, annulaire, disposée coaxialement avec le carter 20 autour de l'axe central 12 et située à une certaine distance radiale vers l'intérieur par rapport à ce carter. Une pluralité d'entretoises creuses 24, espacées les unes des autres dans le sens de la circonférence, s'étendent radialement entre le carter 20 et la partie centrale 22 en leur étant fixement réunies de manière classique pour définir entre elles un trajet d'écoulement 26 qui sert à canaliser les gaz

de combustion 28 du moteur entre les turbines 16, 18. Le carter exté-

rieur 20 est un composant structural immobile qui supporte les compo-

sants rotatifs du moteur. Un ou plusieurs arbres de rotor de la turbine sont supportés par la partie centrale 22 du cadre central 14 grâce à des paliers appropriés (non représentés). Les efforts du palier et du rotor

sont transférés radialement vers l'extérieur par les entretoises indivi-

duelles 24 jusque dans le carter extérieur 20.

Les entretoises 24 sont creuses en vue de réduire le poids et de former des passages commodes entre le carter extérieur 20 et la partie centrale 22 radialement à l'intérieur du trajet d'écoulement 26, qui servent à canaliser entre eux des conduits ou canalisations de service indispensables. Des sources classiques d'air de refroidissement et d'huile lubrifiante sont placées à l'extérieur du carter 20 du cadre 14, les paliers et autres composants qui ont besoin de cette huile ou de cet air sous pression étant situés à l'intérieur du moteur, dans la région de la partie centrale proche de l'axe central 12. Des canalisations de service typiques comprennent des canalisations d'amenée d'huile, des canalisation d'alimentation de palier de diffuseur, des canalisations d'évacuation d'huile, des canalisations de vidange et des canalisations

d'amenée d'air du système d'équilibrage de pression ou de pressurisa-

tion de réservoir. Par conséquent, les tubes ou conduits nécessaires à cet effet peuvent être facilement acheminés à travers les entretoises

individuelles 24 sans affecter davantage le trajet d'écoulement 26.

Toutefois, le trajet d'écoulement 26 est un composant aéro-

dynamique primordial du moteur, qui est spécifiquement configuré pour rendre maximal le rendement aérodynamique du moteur. Comme les entretoises 24 bouchent de manière inévitable une partie du trajet d'écoulement 26 entre les étages de la turbine, des pertes aérodynami-

ques leur sont associées. Pour réduire ces pertes, on limite les dimen-

sions des entretoises 24, aussi bien axialement suivant leur corde que

tangentiellement ou circonférentiellement suivant leur épaisseur.

Comme représenté en figure 2, les entretoises 24 ont de préférence un contour ou profil extérieur lisse et aérodynamiquement

mince, aplati dans la direction de la circonférence pour que les entre-

toises 24 aient une épaisseur sensiblement plus petite dans le sens de la circonférence que dans le sens de la corde axiale. De cette manière,

on minimise les obstacles au passage du flux.

Toutefois, la conception classique des systèmes de lubrifica-

tion et d'air secondaire dans le moteur nécessite une taille minimale de passage intérieur pour les canalisations de service afin de réduire les pertes de charge dans ces canalisations. Comme les canalisations de service traversent les entretoises 24, leurs exigences de configuration contradictoires augmentent la complexité de la conception pour donner des canalisations de service configurées et dimensionnées de manière

appropriée dans les entretoises étroites 24.

Une partie d'un exemple de canalisation de service est repré-

senté comme s'étendant dans une première des entretoises 24 illustrées sur la figure 1. En vue de faciliter la fabrication et l'assemblage, ainsi que le démontage, la canalisation de service est de préférence formée de composants comprenant un premier tube ou tube d'entretoise 30 qui s'étend radialement à travers l'entretoise 24 et aussi à travers le carter extérieur 20 et la partie centrale 22. Le tube d'entretoise 30 a un axe longitudinal 30a qui s'étend globalement dans la direction radiale. Le tube d'entretoise 30 peut avoir n'importe quel contour extérieur ou profil souhaité, mais il est typiquement aplati sur les côtés selon un profil globalement ovale ou rectangulaire, pour tenir à l'intérieur du

passage intérieur complémentaire 24a de l'entretoise 24 comme repré-

senté plus en détails sur la figure 2.

Le tube d'entretoise 30 sert à n'importe quel usage classique comme le transport d'air sous pression ou d'huile, suivant ce dont a besoin le moteur. Dans l'exemple de mode de réalisation représenté sur la figure 1, le tube d'entretoise 30 forme une partie d'une canalisation de vidange qui transporte de l'huile de vidange 32. L'huile de vidange

32 est de l'huile qui revient de l'un des paliers du moteur.

La canalisation de service correspondante comprend donc aussi un tube secondaire 34, radialement intérieur, sous la partie centrale 22 comme représenté en figure 1, qui transporte initialement

l'huile de vidange 32 du palier au tube d'entretoise 30. Un tube secon-

daire 36, radialement extérieur, est disposé à l'extérieur du carter exté-

rieur 20 en étant réuni au tube d'entretoise 30 pour continuer la canali-

sation de service dans le système de lubrification d'une manière bien connue.

Pour permettre l'assemblage et le démontage de la canalisa-

tion de service dans l'entretoise 24, les tubes intérieur et extérieur 34, 36 sont réunis de manière étanche au tube d'entretoise commun 30 à l'aide de raccords de tuyauterie intérieur et extérieur 38, 40 qui sont

eux-mêmes facilement montés et démontés à l'aide de moyens de fixa-

tion simples, sans qu'il soit nécessaire les sectionner de manière indé-

sirable au niveau des raccords. Dans l'exemple de mode de réalisation représenté en figure 1, le raccord extérieur 40 a la forme d'un raccord à emboîtement classique, comprenant un embout arrondi 40a soudé de manière appropriée à l'extrémité radialement extérieure du tube d'entretoise 30 et un siège complémentaire et un écrou 40b réunis de manière appropriée au tube extérieur 36. L'écrou se visse sur l'embout arrondi 40a pour former un joint de compression étanche au fluide qui

peut être facilement démonté si nécessaire.

Comme le raccord extérieur 40 a nécessairement des dimen-

sions, ou un diamètre, supérieures aux dimensions du tube d'entretoise pour conserver un débit uniforme, il ne peut typiquement pas être installé vers le haut à travers l'entretoise 24 relativement mince sans

pliage. Selon la présente invention, le raccord intérieur 38 à une confi-

guration avec un profil plat qui permet à la partie coopérante du tube d'entretoise 30 d'être facilement installé radialement vers l'intérieur à

travers l'étroite entretoise 24, sans obstacle.

Plus précisément, le raccord intérieur 38 est représenté de manière plus détaillée sur les figures 3 et 4, conformément à un mode préféré de réalisation de la présente invention spécialement configuré pour l'extrémité intérieure du tube d'entretoise 30, même si un raccord similaire pourrait aussi être configuré pour l'extrémité extérieure du

tube d'entretoise 30 à la place du raccord extérieur 40 conventionnel.

Contrairement à un tube d'entretoise classique qui comporte une

ouverture coaxiale en son extrémité distale, comme l'extrémité exté-

rieure du tube d'entretoise 30 représenté en figure 1, le tube d'entretoise représenté en figure 3 a une extrémité distale radialement intérieure b qui est fermée et il comporte un siège latéral 30c, annulaire, situé à une certaine distance radiale vers l'extérieur de l'extrémité distale b et disposé sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal 30a pour définir un orifice d'écoulement 30d. Comme représenté en figure 2, le tube d'entretoise 30 a un profil extérieur aplati, ovale ou rectangulaire, en son extrémité distale adjacente au siège latéral 30c, et un passage d'écoulement intérieur 30e complémentaire, ovale, défini entre des parois latérales opposées 30f, globalement plates. Les parois latérales 30f sont globalement parallèles à l'axe longitudinal 30a et

espacées dans des directions tangentielles ou circonférentielles oppo-

sées. Le siège latéral 30c est disposé dans une première de ces parois

latérales 30f.

Le siège latéral 30c représenté en figure 3 est de préférence circulaire, en forme d'anneau sphérique concave, le diamètre de l'orifice d étant suffisamment grand pour donner une section d'écoulement généralement égale à celle du passage 30e du tube d'entretoise afin de donner un débit de fluide sensiblement uniforme. De cette manière, la paroi latérale 30f du tube relativement large, à opposer à son extrémité distale 30b fermée et étroite, est efficacement utilisée pour positionner

le siège 30c et l'orifice 30d sans demander une augmentation impor-

tante de la taille de l'extrémité intérieure 30b du tube qui serait néces-

saire dans le cas d'une connexion par raccord à emboîtement classique.

Le tube intérieur 34, représenté par exemple sur la figure 4, comprend de manière correspondante en son extrémité distale un Il

embout arrondi 34a, annulaire, disposé en communication d'écoule-

ment avec son passage central. L'embout arrondi 34a a la forme classi-

que d'un anneau sphérique convexe, disposé en contact aboutant et étanche avec son siège complémentaire 30c pour canaliser le fluide entre le tube d'entretoise 30 et le tube intérieur 34. L'embout arrondi 34e appuie sur le siège 30c sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal 30a du tube d'entretoise, plaçant ainsi le raccord intérieur 38 sur le côté circonférentiel ou tangentiel du tube d'entretoise 30 pour donner un raccord caractérisé par un profil plat qui permet le montage sans gêne du tube d'entretoise 30 radialement à l'intérieur de

l'étroite entretoise 24.

Divers moyens peuvent être utilisés pour réunir le tube d'entretoise 30 et le tube intérieur 34 en compression entre l'embout arrondi 34a et le siège latéral 30c appariés afin de maintenir un

contact étanche entre eux, et pour définir le raccord mécanique inté-

rieur 38 démontable. Par exemple, dans le mode de réalisation repré-

senté sur les figures 1 à 5, une paire de moyens de fixation 42, se présentant sous la forme d'un ensemble de vis et écrou, sont utilisés

pour serrer ensemble l'embout arrondi 34a dans son siège 30c.

Les figures 5 et 6 montrent de manière plus détaillée cet exemple d'agencement dans lequel le tube intérieur 34 comporte en outre une bride de jonction intégrée 34b qui entoure l'embout arrondi

34a en étant disposée pour être sensiblement parallèle à la paroi laté-

rale 30f du tube d'entretoise. Les moyens de fixation 42 traversent à la fois la bride de jonction 34b et le tube d'entretoise 30 lui-même, en passant par des orifices correspondants de ce dernier. Le serrage des moyens de fixation 42 retient ensemble l'embout arrondi 30a dans le siège 30c, ces moyens de fixation étant soumis à une tension. Comme représenté en figure 5, les moyens de fixation 42 sont de préférence disposés symétriquement par rapport à l'embout arrondi 34a afin de répartir les forces de serrage sur les deux côtés de l'embout arrondi 34a, ce qui demande une tension précise et identique des moyens de

fixation individuels 42.

Dans l'exemple de mode de réalisation du raccord intérieur 38 représenté en figure 1, il est souhaitable à la fois de supporter l'extrémité intérieure du tube d'entretoise 30 sur la partie centrale 22 et d'y prévoir un joint d'étanchéité secondaire. Dans une pratique classique, de l'air de refroidissement circule à l'intérieur de la partie centrale 22 sous une première pression P1 qui est différente de la deuxième pression P2 régnant radialement vers l'intérieur de la partie centrale 22. Par conséquent, le raccord intérieur 38 comprend de préférence aussi un couvercle creux ou capuchon 44 qui recouvre

l'extrémité distale 30b du tube d'entretoise 30, ce capuchon 44 présen-

tant un orifice latéral 44a aligné coaxialement avec le siège latéral 30c pour recevoir l'embout arrondi 34a comme représenté sur les figures 4 et 5. Comme représenté sur les figures 4 et 6, le capuchon 44 comprend une bride de montage intégrée 44b, configurée pour se réunir de façon étanche à la partie centrale 22 du cadre par tout moyen approprié. Des moyens de fixation adaptés 46, comme des vis filetées, traversent des trous correspondants formés dans la bride de montage 44b afin de serrer le capuchon 44 contre la surface intérieure de la partie centrale 22. Le capuchon 44 comprend un orifice d'entrée 44c représenté en figure 3, qui permet un montage facile du capuchon 44 sur l'extrémité distale du tube d'entretoise 30. Mis à part l'orifice latéral 44a, l'orifice d'entrée 44c et les trous destinés aux moyens de fixation 42, le capuchon 44 ne comporte pas d'autres perforations afin de former une chambre qui est réunie de manière étanche au niveau de la bride de montage 44b à la base de la partie centrale 22 afin d'y maintenir

la première pression interne Pl.

Dans le mode préféré de réalisation représenté sur la figure 5, le capuchon 44 comporte des trous traversants par lesquels s'étendent les moyens de fixation 42 qui permettent à la bride de jonction 34b d'être en outre serrée contre le capuchon 44 en plus de l'extrémité distale du tube d'entretoise 30. De cette façon, le capuchon 44 supporte l'extrémité intérieure du tube d'entretoise 30 sur la partie centrale 22

du cadre et assure son étanchéité.

Comme le capuchon 44 représenté sur les figures 4 et 5 comporte un orificelatéral 44a par lequel l'embout arrondi 44a porte contre le siège latéral 30c, des moyens supplémentaires en forme de garniture d'étanchéité classique 48 sont présents pour réunir de manière étanche l'embout arrondi 34a au capuchon 44 au niveau de l'orifice latéral 44a, afin d'éviter les fuites de liquide. La garniture 48 est disposée en compression entre la bride de jonction 34b et le capuchon 44 autour de l'orifice latéral 44a. La bride de jonction 34b est de préférence fixée à l'embout arrondi 34a à une distance prédéterminée D de la partie de l'embout arrondi 34a qui s'engage dans le siège latéral c, afin de définir un intervalle prédéterminé correspondant G entre la bride de jonction 34b et le côté du capuchon 44, dans lequel est

placé la garniture 48.

Dans l'exemple de mode de réalisation représenté en figure 5, la garniture 48 comprend une nervure saillante intégrée qui porte en premier sur les surfaces opposées de la bride de jonction 34b et du capuchon 44 et qui est initialement comprimée quand les moyens de fixation 42 sont serrés. Lorsque l'embout arrondi 34a est totalement en place, la compression de la garniture 48 est limitée par l'épaisseur de l'intervalle G. Cela garantit que la garniture 48 ne sera pas comprimée à l'excès et qu'elle ne comportera pas de parties qui ne sont pas

comprimées et qui peuvent donc devenir des sites de fuites indésira-

bles.

L'exemple de mode de réalisation du raccord intérieur 38 est une amélioration importante par rapport aux raccords classiques comme ceux à emboîtement. Du fait du montage latéral du siège 30c

sur l'une des parois latérales du tube d'entretoise 30, le raccord inté-

rieur 38 peut avoir une section d'écoulement maximale dans l'orifice d pour assurer une connexion de débit acceptable avec le passage intérieur ovale 30e du tube d'entretoise 30. La section de l'extrémité distale 30b du tube n'est que légèrement plus grande que la section

nominale du tube d'entretoise proprement dit, comme cela est néces-

saire pour supporter les forces de compression de l'embout arrondi 34a

dans le siège 30c et pour permettre la réalisation des ouvertures desti-

nées aux moyens de fixation 42.

Le tube d'entretoise 30 peut donc être initialement monté radialement à l'intérieur de l'entretoise 34 du cadre de dimensions limitées tout en donnant une section d'écoulement semblable à celle normalement obtenue à l'aide d'un tube soudé en place, qui a des

raccords d'extrémité surdimensionnés. Dans une configuration classi-

que comparable, des éléments de raccord à emboîtement relativement gros seraient fixés aux deux extrémités, intérieure et extérieure, du tube d'entretoise, le premier étant un élément de raccord soudé h l'extrémité extérieure du tube d'entretoise après introduction vers le haut du tube d'entretoise dans l'entretoise et le deuxième étant soudé à

l'avance. L'invention supprime ces exigences.

Le démontage du raccord intérieur 38 est facile à réaliser, en retirant les moyens de fixation et le capuchon 44, ce qui permet de

retirer radialement vers le haut le tube d'entretoise 30 à travers l'entre-

toise 24, sans obstacle. Par rapport à la configuration classique décrite ci-dessus du raccord à emboîtement, aucune opération de coupe n'est nécessaire pour séparer ou retirer un élément de raccord. Par contre, les avantages avérés d'étanchéité des raccords à embout arrondi sont conservés dans le raccord intérieur 38 en vue d'un fonctionnement

effectivement étanche, mais sans l'indésirable encombrement impor-

tant des raccords à emboîtement classiques.

Comme représenté sur les figures 2 et 5, le tube d'entretoise

30 a une épaisseur maximale T au niveau de son extrémité distale inté-

rieure qui est de préférence dimensionnée pour tenir à l'intérieur de l'entretoise 24 lors d'une insertion complète dans cette entretoise entre les extrémités radiales opposées de celle-ci. L'épaisseur T du tube d'entretoise 30 peut être rendue maximale dans l'espace disponible de l'entretoise ovale 24 tout en conservant un raccord à profil plat, dont la partie d'entretoise peut être facilement assemblée par insertion du tube d'entretoise 30 radialement vers l'intérieur dans la totalité de l'entretoise 24 correspondante. L'extrémité distale du tube d'entretoise

comportant le siège latéral 30c peut donc être préfabriquée ou pré-

assemblée avec le tube d'entretoise 30, avant montage dans le cadre 14

de la turbine.

Le tube d'entretoise 30 peut, de manière classique, avoir des parois métalliques en tôle relativement mince, ses extrémités distales étant fabriquées séparément comme des pièces coulées individuelles initialement soudées aux extrémités des tubes d'entretoise 30. Le tube d'entretoise 30 ainsi préfabriqué peut alors être facilement introduit dans une entretoise 24 correspondante, le raccord de tuyauterie au niveau des tubes intérieur et extérieur 34 et 36 étant facilement réalisé

par mise en prise des éléments de raccord qui coopèrent. Le post-

assemblage des éléments de raccord au tube d'entretoise 30 par soudure n'est plus nécessaire et, de la même manière, le découpage des éléments de raccord n'est plus nécessaire quand on veut démonter et retirer le tube d'entretoise 30 du cadre 14 pendant une opération d'entretien. Les figures 7 et 8 présentent un deuxième mode de réalisation du raccord intérieur, désigné par 38B, dans lequel le tube intérieur 34B et le capuchon 44B forment un ensemble monobloc intégré. Dans ce mode de réalisation, le tube intérieur 34B comprend un embout arrondi intégré 50, fileté, qui s'apparie avec un siège complémentaire (non représenté) d'un raccord à emboîtement classique en formant un

autre raccord démontable.

Dans le deuxième mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, il n'est plus nécessaire de former l'orifice latéral 44a du premier mode de réalisation représenté en figure 5 ni d'utiliser la garniture d'étanchéité 48, l'embout arrondi 34a de la figure 8 étant directement formé par intégration dans une paroi latérale du capuchon 44B. On obtient donc une étanchéité intrinsèque, la bride de montage 44b étant de façon similaire réunie à la partie centrale 22 et les moyens de fixation 42 traversant latéralement le capuchon 44B et se vissant dans l'extrémité distale du tube d'entretoise 40 pour comprimer

l'embout arrondi 34a dans son siège 30c.

Les figures 9 et 10 présentent un troisième mode de réalisa-

tion du raccord intérieur, désigné 38C, dans lequel le tube intérieur 34C est là encore intégré au capuchon 44C comme dans le mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, mais le moyen de fixation

servant à engager l'embout arrondi 34a dans son siège 30c étant dillffé-

rent. Dans ce mode de réalisation, aucun trou de fixation n'est néces-

saire dans l'extrémité distale intérieure du tube d'entretoise 30 ou dans le capuchon 44C proprement dit. Par contre, le tube intérieur 34C représenté en figure 10 présente une bride de jonction intégrée 34C, configurée différemment, qui est en partie espacée latéralement de l'embout arrondi 34a près de la paroi latérale arrière 30f du tube d'entretoise 30, la bride de jonction 34c formant en outre une partie de

la paroi latérale du capuchon 44C.

La bride de jonction 34c comprend un collier fileté intégré 34d, aligné coaxialement avec l'embout arrondi 34a. Un unique moyen de fixation, en forme d'obturateur fileté 42C, traverse la bride de jonction 34c pour venir se visser avec le collier 34d et se serrer en compression contre la paroi latérale arrière 30f afin de retenir ensemble

l'embout arrondi 34a et le siège 30c.

L'unique moyen de fixation 42C en forme d'obturateur a un diamètre relativement grand, aligné coaxialement avec l'embout arrondi 34a pour assurer un serrage plus uniforme autour du périmètre du siège 30c en vue d'améliorer l'étanchéité. L'ouverture formée par le collier 34d facilite aussi l'usinage de l'embout arrondi à l'intérieur du

capuchon 44C.

Les premier et deuxième modes de réalisation décrits ci-

dessus utilisent une paire de moyens de fixation 42 pour engager l'embout arrondi dans son siège. La réalisation des joints intérieurs demande donc une attention particulière pour l'application d'une force de serrage uniforme par les deux moyens de fixation 42. Mais, dans le

mode de réalisation représenté sur les figures 9 et 10, on obtient faci-

lement l'application d'une force de serrage plus uniforme par simple serrage de l'unique moyen de fixation en forme d'obturateur 42C. Cette configuration correspond mieux au raccord classique à emboîtement, dans lequel l'écrou garantit une application uniforme des efforts de serrage.

Les figures 11 à 15 représentent encore un autre mode de réa-

lisation de l'invention qui présente encore plus les mêmes avantages que le raccord à emboîtement classique, mais sans avoir son profil

surélevé qui est indésirable. Le quatrième mode de réalisation repré-

senté sur ces figures est particulièrement conçu pour donner un raccord à profil plat, désigné 40D, destiné à l'extrémité radialement

extérieure du tube d'entretoise 30 représenté en figure 1 et correspon-

dant à une application supplémentaire de l'invention.

Dans ce mode de réalisation, comme représenté sur la figure 11, l'extrémité distale 30b du tube d'entretoise 30 est une extrémité

radialement extérieure et les caractéristiques de coopération sont dési-

gnée par les mêmes références, comme par exemple le siège latéral 30c ou les parois latérales 30f. Le tube secondaire radialement extérieur est désigné 36D et comprend de manière appropriée en une extrémité un embout arrondi intégré, désigné 36a, qui est sensiblement identique

à l'embout arrondi 34a décrit ci-dessus à propos des raccords inté-

rieurs. Le capuchon ou couvercle 44D, également représenté en figure 12, comprend un collier intégré 44d, fileté intérieurement, qui entoure l'orifice latéral 44a et qui est disposé coaxialement avec lui. Dans ce mode de réalisation, le moyen de fixation a la forme d'un écrou 42D à filetage extérieur, qui entoure coaxialement le tube extérieur 36D. Le moyen de fixation 42D comprend une partie filetée extérieurement qui se visse avec le collier 34d et une partie intégrée formant écrou que l'on peut faire tourner avec un outil approprié. Quand on fait tourner cet écrou, sa partie filetée se met en prise avec le collier 44d pour

comprimer l'embout arrondi 36a dans son siège apparié 30c.

Ce mode de réalisation du raccord extérieur 40D bénéficie plus étroitement de la capacité d'étanchéité avérée d'un raccord h emboîtement classique, mais il a la configuration perfectionnée de

profil plat de la présente invention. Le moyen de fixation 42D appli-

que coaxialement une force sur le côté arrière de l'embout arrondi 36a pour garantir un appui et une compression uniformes dans le siège complémentaire 30c. Le filetage du moyen de fixation 42D étanchéifie efficacement l'orifice latéral 44a du capuchon 44D. L'extrémité opposée du capuchon 44D comporte un autre collier cylindrique 44e, qui peut être formé de manière intégrée autour de l'orifice d'entrée 44c pour se

mettre en prise avec une ouverture correspondante dans le carter exté-

rieur 20 afin d'y assurer une jonction étanche appropriée, avec ou sans

garnitures ou joints toriques supplémentaires entre eux.

Pour améliorer encore l'uniformité de l'appui entre l'embout arrondi 36a et le siège 30c, la paroi latérale arrière 30f du tube d'entretoise 30 comprend de préférence, comme représenté en figure 11, trois bosses ou butées en relief 52 qui viennent porter contre la paroi arrière du capuchon 44D. En variante, les butées 52 peuvent être formées sur la paroi arrière du capuchon 44D au lieu de se trouver sur

la paroi arrière du tube d'entretoise 30.

Les figures 13 à 15 présentent des vues de côté, de face et de dos de l'extrémité extérieure du tube d'entretoise 30 comportant le siège latéral 30c. De préférence, on n'utilise que trois butées 52, disposées selon une configuration générale de triangle isocèle en alignement avec le siège 30c et un embout arrondi coopérant 36a pour répartir plus uniformément les efforts de compression autour de la circonférence. L'analyse prédit une force de contact de compression globalement uniforme entre l'embout arrondi 36a et le siège associé

c quand on utilise trois butées 52 pour définir le trajet de transmis-

sion des réactions dans le capuchon 44D.

Quand le moyen de fixation 42D représenté en figure 1l 1 est serré, des efforts de compression sont transmis par l'embout arrondi 36a de manière circonférentielle autour du siège 30c et latéralement h la paroi latérale arrière 30f du tube d'entretoise à travers l'extrémité extérieure de ce tube 30. Les efforts sont ensuite transmis dans le capuchon 44D par les butées individuelles 52. Le siège latéral 30c est rigidement supporté de manière intrinsèque sur la plus grande partie

de son périmètre par les parois d'extrémité du tube d'entretoise 30.

Comme le tube d'entretoise 30 est creux, une nervure de renfort 54 est, comme représenté sur les figures 11 et 14, de préférence placée entre les parois latérales opposées 30f pour transférer une partie des efforts

de compression. De cette manière, tout le siège 30c est plus unifo)rmé-

ment supporté autour de son périmètre à l'intérieur du tube d'entretoise pour garantir un appui effectivement étanche entre l'embout arrondi

36a et son siège 30c.

Les divers modes de réalisation des raccords de tuyauterie à profil plat divulgués ci-dessus peuvent être dimensionnés et configurés de manière spéciale pour l'une ou l'autre des extrémités radialement intérieure ou extérieure du tube d'entretoise 30, ou pour ces deux

extrémités si on le souhaite, dans un cadre de compresseur ou de turbine.

Les raccords perfectionnés utilisent la configuration des raccords à emboîtement qui a fait ses preuves, avec des embouts arrondis et des sièges complémentaires qui coopèrent, pour former des raccords étanches efficaces qui peuvent être facilement montés et démontés à l'aide de moyens de fixation de diverses formes. Les raccords à profil plat sont de mise en oeuvre simple et éliminent les éléments de raccord

relativement gros qui doivent être utilisés dans les raccords à emboîte-

ment classiques tout en conservant la capacité avérée d'étanchéité des raccords à emboîtement. Le raccord de tuyauterie à profil plat utilise efficacement la section relativement large offerte par les parois latérales 30f des tubes d'entretoise 30 ovales pour donner un joint à débit complet dans la configuration nominale souhaitée du tube d'entretoise

lui-même.

Il est bien entendu que la description qui précède n'a été

donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées dans le cadre de la

présente invention.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Cadre (14) de moteur à turbine à gaz, caractérisé en ce qu'il comprend: - un carter extérieur (20), - une partie centrale (22) disposée coaxialement avec ledit carter (20) en en étant espacée radialement vers l'intérieur, - une pluralité d'entretoises creuses (24), espacées les unes des autres dans le sens de la circonférence, s'étendant radialement entre ledit carter (20) et ladite partie centrale (22) et définissant entre elles un trajet d'écoulement (26) pour canaliser les gaz (28) du moteur, un tube d'entretoise (30), allongé, ayant un axe longitudinal

(30a) et s'étendant radialement à travers une première desdites entre-

toises (24), ledit tube d'entretoise (30) ayant une extrémité distale fermée (30b) et un siège latéral annulaire (30c) espacé radialement de ladite extrémité

distale et disposé sensiblement perpendiculairement audit axe longitu-

dinal afin de définir un orifice d'écoulement (30d), - un tube secondaire (34, 36) comportant un embout arrondi (34a, 36a) en son extrémité distale, disposé en contact aboutant avec ledit siège latéral (30c) pour y canaliser un fluide, et

- un moyen de fixation (42) réunissant lesdits tubes d'entre-

toise et secondaire en compression entre ledit embout arrondi et ledit siège afin de maintenir un contact étanche entre eux et de définir un raccord de tuyauterie (38) pour canaliser ledit fluide entre lesdits

tubes d'entretoise et secondaire.

2. Cadre selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube d'entretoise (30) présente, à proximité dudit siège (30c), un profil globalement ovale et comporte un passage intérieur d'écoulement (30e), complémentaire, défini entre des parois latérales opposées (30f), et en ce que ledit siège latéral (30c) est disposé dans une

première desdites parois latérales (30f).

3. Cadre selon la revendication 2, caractérisé en ce que - ledit tube secondaire (34) comporte une bride de jonction (34b) qui entoure ledit embout arrondi (34a) en étant disposée de manière à être sensiblement parallèle à ladite première paroi latérale (30f), et - ledit moyen de fixation (42) traverse à la fois ladite bride de jonction (34b) et ledit tube d'entretoise (34) en tension pour serrer ensemble ledit embout arrondi (34a) et ledit siège (30c).

4. Cadre selon la revendication 2, caractérisé en ce que - ledit tube secondaire (34C) comprend une bride de jonction (34c) espacée dudit embout arrondi (34a) près de ladite deuxième paroi latérale (30f) dudit tube d'entretoise, et - ledit moyen de fixation (42C) traverse ladite bride de jonction (34c) en compression contre ladite deuxième paroi latérale (30f) pour serrer ensemble ledit embout arrondi (34a) et ledit siège (30c).

5. Cadre selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il

comprend en outre un capuchon creux (44) qui recouvre ladite extré-

mité distale (30b) dudit tube d'entretoise (30) et comporte un orifice latéral (44a) aligné avec ledit siège latéral (30c) pour recevoir ledit

embout arrondi (34a).

6. Cadre selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un moyen (48) pour réunir de manière étanche ledit

embout arrondi (34a) audit capuchon (44) au niveau dudit orifice laté-

ral (44a) en vue d'une étanchéité aux fuites.

7. Cadre selon la revendication 6, caractérisé en ce que - ledit capuchon (44) comporte une bride de montage (44b) réunie de manière étanche à ladite partie centrale (22) du cadre, - ledit moyen de jonction comprend une bride de jonction (34b) qui entoure ledit embout arrondi et une garniture (48) placée en compression entre ladite bride de jonction (34b) et ledit capuchon (44), autour dudit orifice (44a), et - ladite bride de jonction (34b) est fixée audit embout arrondi (34a) à une distance prédéterminée dudit siège (30c) pour limiter la

compression de ladite garniture (48).

8. Cadre selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit tube secondaire (34B) et ledit capuchon (44B) forment un ensemble

intégré.

9. Cadre selon la revendication 5, caractérisé en ce que - ledit capuchon (44D) comprend en outre un collier fileté intégré (44d) qui entoure ledit orifice latéral (44a), et - ledit moyen de fixation comprend un écrou fileté (42D) qui entoure ledit tube secondaire (36D) et se visse avec le collier (44d)

pour comprimer ledit embout arrondi (36a) dans ledit siège (30c).

10. Cadre selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre trois butées (52) placées entre ladite deuxième paroi latérale (30f) dudit tube d'entretoise (30) et ledit capuchon (44D) et alignées avec ledit siège (30c) et ledit embout arrondi (36a) en vue d'une répartition plus uniforme des efforts de compression

autour de la circonférence.

11. Cadre selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit

tube d'entretoise (30) a en ladite extrémité distale une épaisseur maxi-

male, dimensionnée pour tenir à l'intérieur de ladite entretoise (24) lors de son insertion totale dans cette dernière, entre ses extrémités

radiales opposées.

12. Raccord de tuyauterie à profil plat, caractérisé en ce qu'il comprend: - un tube d'entretoise (30), allongé, ayant un axe longitudinal (30a), une extrémité distale fermée (30b) et un siège latéral annulaire (30c) espacé de ladite extrémité distale et disposé sensiblement perpendiculairement audit axe longitudinal (30a) afin de définir un orifice d'écoulement (30d), - un tube secondaire (34, 36) comportant un embout arrondi (34a, 36a) en son extrémité distale, disposé en contact aboutant avec ledit siège latéral (30c) pour y canaliser un fluide, et

- un moyen de fixation (42) réunissant lesdits tubes d'entre-

toise et secondaire (30, 34) en compression entre ledit embout arrondi (34a) et ledit siège (30c) afin de maintenir un contact étanche entre

eux pour canaliser ledit fluide entre lesdits tubes d'entretoise et secon-

daire.