FR2892148A1

FR2892148A1 - Fourreau d'arbre de turboreacteur et turboreacteur comportant ce fourreau

Info

Publication number: FR2892148A1
Application number: FR0553177A
Authority: FR
Inventors: Didier Rene Andre Escure; Stephane Rousselin
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2005-10-19
Filing date: 2005-10-19
Publication date: 2007-04-20
Anticipated expiration: 2025-10-19
Also published as: FR2892148B1

Abstract

Le fourreau comporte un tube extérieur (70) présentant au moins une entrée d'air (92) à une extrémité avant et au moins une sortie d'air à une extrémité arrière pour acheminer un flux d'air. Il comporte au moins un tube intérieur (80) ayant une extrémité avant et une extrémité arrière et délimitant un passage annulaire (96) avec le tube extérieur (70), des entrées d'air (98) étant prévues au niveau de l'extrémité avant du tube intérieur (70) et des sorties d'air (100) étant prévues au niveau de l'extrémité arrière du tube intérieur (70) pour acheminer un second flux d'air comprimé séparé des autres flux d'air.

Description

FOURREAU D'ARBRE DE TURBOREACTEUR ET TURBOREACTEUR COMPORTANT CE FOURREAU

DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un fourreau d'arbre de turboréacteur comportant un tube extérieur présentant au moins une entrée d'air à une extrémité avant et au moins une sortie d'air à une extrémité arrière pour acheminer un flux d'air. Elle concerne également un turboréacteur d'avion comportant en outre un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une turbine basse pression, une turbine haute pression, un arbre basse pression reliant la turbine basse pression au compresseur basse pression et un arbre haute pression reliant la turbine haute pression au compresseur haute pression. Chaque compresseur comprend un ou plusieurs étages de compression composés chacun d'une grille d'aubes fixes, encore appelées redresseurs, et d'une roue aubagée mobile. Les roues mobiles de l'ensemble des étages d'un même compresseur sont reliées entre elles par des viroles. Il en est de même pour chaque turbine. L'ensemble formé par les roues aubagées mobiles et les viroles du compresseur et de la turbine basse pression reliées entre elles par l'arbre basse pression est appelé par la suite rotor basse pression. De même, l'ensemble formé par les roues aubagées mobiles et les viroles du compresseur et de la turbine haute pression reliées entre elles par l'arbre haute pression est appelé par la suite rotor haute pression.

Typiquement, le compresseur basse pression est situé en amont du compresseur haute pression, lui-même situé en amont de la turbine haute pression, située en amont de la turbine basse pression. Ainsi, l'arbre basse pression est entouré par le rotor haute pression, c'est-à-dire qu'il passe à l'intérieur de l'arbre haute pression. Un fourreau, comprenant notamment un tube extérieur, est interposé entre l'arbre basse pression et le rotor haute pression afin de définir extérieurement un premier passage d'air avec le rotor haute pression et, intérieurement, un deuxième passage d'air avec l'arbre basse pression. Un compresseur haute pression, notamment de turboréacteur, comporte des étages de compression composés chacun d'une roue aubagée mobile composée d'un disque muni d'aubes et d'une grille de redresseurs. Les aubes des roues fixe et mobile sont situées dans une veine délimitée entre un carter extérieur et un carter intérieur ou entre un carter extérieur et un moyeu central. Il est connu de prélever de l'air comprimé entre deux étages de compression pour assurer des fonctions diverses, par exemple le refroidissement de certains points chauds du turboréacteur ou pour assurer une contre pression. Le prélèvement peut être fait à l'extérieur du compresseur mais cela nécessite de prévoir des collecteurs pour collecter l'air et des tuyaux pour l'acheminer jusqu'à son point d'utilisation. Il en résulte une augmentation préjudiciable de l'encombrement du réacteur. C'est pourquoi il est préférable de prélever l'air à l'intérieur du compresseur. Toutefois, cette solution ne permet de prélever que deux flux d'air à des pressions différentes, à savoir un premier flux d'air qui circule entre l'arbre haute pression et le fourreau et un deuxième flux d'air qui circule entre le fourreau et l'arbre basse pression. L'invention a pour objet un fourreau qui remédie à cet inconvénient en permettant de faire transiter plus de deux flux. Ce but est atteint par le fait que le fourreau comporte en plus du tube extérieur au moins un tube intérieur ayant une extrémité avant et une extrémité arrière et délimitant un passage tubulaire avec le tube extérieur, des entrées d'air étant prévues au niveau de l'extrémité avant du tube intérieur et des sorties d'air étant prévues au niveau de l'arrière du tube intérieur pour acheminer un second flux d'air comprimé séparé des autres flux d'air. Avantageusement, le tube extérieur comporte des nervures dans lesquelles sont usinées des gorges pour recevoir un joint d'étanchéité afin de réaliser une étanchéité avec des disques du compresseur haute pression. Avantageusement, encore, des gorges sont usinées à l'extrémité avant et à l'extrémité arrière du tube intérieur afin de réaliser une étanchéité à l'air entre le tube extérieur et le tube intérieur. Enfin, l'invention concerne un arbre de turboréacteur et un turboréacteur munis d'un fourreau selon l'invention.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures : -la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un turboréacteur montrant en particulier le compresseur haute pression ; - la figure 2 est une vue de détail en coupe à échelle agrandie d'une partie de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de détail en coupe qui représente le fourreau dans le turboréacteur ; - la figure 4 est une vue en perspective du tube extérieur et du tube intérieur qui constituent le fourreau de l'invention.

Le turboréacteur représenté seulement partiellement sur la figure 1, comporte un arbre basse pression tubulaire. Vers l'avant du turboréacteur c'est-à-dire sur la partie gauche de la figure, l'arbre basse pression 2 est relié à un compresseur basse pression et vers l'arrière du turboréacteur, c'est-à-dire sur la droite de la figure, il est relié à une turbine basse pression qui l'entraîne en rotation. Autour de l'arbre basse pression 2, on trouve un arbre haute pression 33 (voir figure 3), également tubulaire, qui entoure l'arbre basse pression 2. L'arbre haute pression est relié au compresseur haute pression du turboréacteur. Dans l'exemple représenté, le compresseur haute pression est constitué de trois étages de compression. Chaque étage de compression est lui-même constitué d'une grille de redresseurs et d'une roue aubagée mobile, chaque roue aubagée mobile étant comprise entre deux grilles de redresseurs. Plus précisément, sur la figure, on trouve de gauche à droite des aubes mobile 8 et des aubes fixes 10 constituant un premier étage de compression, des aubes mobiles 12 et des aubes fixes 14 constituant un second étage de compression et enfin des aubes mobiles 16 et aubes fixes 18 constituant un troisième étage de compression. Les aubes fixes 10, 14 et 18 sont reliées à un carter extérieur 16 tandis que les aubes mobiles sont reliées à des disques, à savoir respectivement un premier disque 20, un deuxième disque 22 et un troisième disque 24. Le deuxième disque 22 est relié à l'arbre haute pression 4 par un tourillon 26. Le deuxième disque 22 et le troisième disque 24 sont reliés par une virole 28. Le troisième disque 24 est relié à un quatrième disque 30 par une virole 32. Enfin, le premier disque et le deuxième disque sont reliés par une virole 34. Il existe des jeux fonctionnels entre les aubes des roues fixes 10, 14 et 18 et les différentes viroles 34, 28, 32. Ces jeux fonctionnels sont parcourus par des écoulements d'air secondaires qui s'écoulent dans un sens inverse de celui de l'écoulement principal. Des reliefs 36 sont prévus pour assurer une étanchéité. Comme on l'a exposé, il est connu de prélever de l'air comprimé entre deux étages de compression pour assurer diverses fonctions. Dans l'exemple représenté, un premier prélèvement est effectué au niveau des aubes mobiles 8 ou 12 ou entre les aubes mobiles 8 et 12 par un canal de prélèvement 42. De la même manière, un prélèvement est effectué au niveau des aubes mobiles 12 ou 16 ou entre les aubes mobiles 12 et 16 par un canal de prélèvement 46. Enfin un troisième prélèvement est effectué au niveau des aubes mobiles 16 ou au niveau de la virole 32 aboutissant au canal de prélèvement 50. L'air prélevé par le canal 42 traverse un tube de prélèvement 52 ; l'air prélevé par le canal 46 traverse un tube de prélèvement 54 et enfin l'air prélevé par le canal de prélèvement 50 traverse un tube de prélèvement 56. La fonction des tubes de prélèvement 52, 54 et 56 est de permettre d'aspirer l'air à une pression sensiblement constante, fonction de la longueur du tube de prélèvement. En effet, il existe un étagement de la pression, la pression devenant plus élevée au fur et à mesure que l'on se rapproche de l'axe du réacteur. Conformément à l'invention, un fourreau 60 est monté autour de l'arbre basse pression 2. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, qui est une vue de détail à échelle agrandie, des moyens d'étanchéité sont prévus pour assurer une étanchéité entre l'extrémité avant 62 du fourreau et une portée 64 du tourillon 26. De même, des moyens d'étanchéité sont prévus entre chacun des disques 22 et 24 et la partie périphérique du fourreau 60. Dans l'exemple décrit, ces moyens d'étanchéité sont constitués par des nervures 66 dans lesquelles sont logés des joints toriques 68 qui assurent une étanchéité entre des portées 64 solidaires respectivement du tourillon 26 et de chacun des disques 22 et 24.

Comme on peut le voir plus en détail sur la figure 4, le fourreau 60 est constitué d'un tube extérieur 70 et d'un tube intérieur 80 qui vient se loger à l'intérieur du tube extérieur 70, la longueur du tube intérieur étant légèrement plus courte que celle du tube extérieur. Comme on peut le voir sur la figure 2, des moyens d'étanchéité sont prévus entre le tube intérieur et le tube extérieur. Dans l'exemple représenté, ces moyens d'étanchéité sont constitués par des gorges circulaires 82. Une étanchéité similaire est réalisée à l'autre extrémité (l'extrémité arrière) du tube intérieur 80. Des perforations sont prévues dans le tube extérieur 70 pour permettre la circulation des flux d'air. Le premier flux d'air provenant du canal d'aspiration 42 et du tube de prélèvement 52 traverse le tourillon par des orifices 90 puis pénètre à l'intérieur du tube extérieur 70 par des perforations circulaires 92 régulièrement réparties sur sa périphérie (figure 4). Ce flux d'air circule à l'intérieur du fourreau, entre l'arbre basse pression 2 et le tube extérieur 80, comme schématisé par la flèche 94. Le second flux d'air provenant du canal d'aspiration 46 et du tube de prélèvement 54 pénètre dans le passage 96 ménagé entre le tube extérieur 70 et le tube extérieur 80 par des perforations circulaires 98 ménagées à la partie avant du tube intérieur 80 (figure 4). Ce flux d'air circule alors entre le tube intérieur et le tube extérieur et ressort à l'extrémité arrière du tube intérieur, par des perforations circulaires 100 régulièrement réparties à la périphérie du tube extérieur (figure 4). Enfin, un troisième flux d'air provenant du canal d'aspiration 50 et du tube de prélèvement 56 circule extérieurement au fourreau 60, entre le fourreau et les différentes viroles, la virole 32 et les viroles successives 33, 35 qui constituent l'arbre haute pression. La figure 3 est une vue plus allongée qui montre l'implantation complète du fourreau 60 dans le turboréacteur. Cette figure montre également la destination des trois flux d'air qui ont été décrits précédemment. Le premier flux d'air, qui circule entre l'arbre basse pression 2 et le tube intérieur 80 débouche en bout du tube extérieur 70, lequel ne comporte donc pas de perforation à cet endroit là. Le deuxième flux d'air, qui circule entre le tube extérieur 70 et le tube intérieur 80 ressort par les trous 100 du tube extérieur 70. Le troisième flux d'air, circule entre les viroles 32, 33 et 35 et la paroi périphérique extérieure du fourreau 60. On voit ainsi que l'on a séparé trois flux d'air à des pressions différentes puisque ces flux d'air ont été aspirés à des niveaux de compression différents. Grâce à la présence du tube intérieur 80, on a pu acheminer un flux supplémentaire à une pression différente. Bien entendu il va de soi que l'invention ne se limite pas un tube intérieur unique mais que l'on pourrait en prévoir plus, par exemple trois ou davantage ce qui permettrait d'augmenter le nombre de flux séparés transportés.

Claims

REVENDICATIONS

1. Fourreau d'arbre de turboréacteur comportant un tube extérieur (70) présentant au moins une entrée d'air (92) à une extrémité avant et au moins une sortie d'air à une extrémité arrière pour acheminer un flux d'air, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un tube intérieur (80) ayant une extrémité avant et une extrémité arrière et délimitant un passage annulaire (96) avec le tube extérieur (70), des entrées d'air (98) étant prévues au niveau de l'extrémité avant du tube intérieur (70) et des sorties d'air (100) étant prévues au niveau de l'extrémité arrière du tube intérieur (70) pour acheminer un second flux d'air comprimé séparé des autres flux d'air.

2. Fourreau selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tube extérieur (70) comporte des nervures (66) dans lesquelles sont usinées des gorges pour recevoir des joints d'étanchéité (68) afin de réaliser une étanchéité avec des disques (22, 24) du 20 compresseur haute pression.

3. Fourreau selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que des gorges (82) sont usinées à l'extrémité avant et l'extrémité arrière du tube intérieur (80) afin de réaliser une étanchéité à l'air 25 entre le tube extérieur (70) et le tube intérieur (80).

4. Arbre de turboréacteur caractérisé en ce qu'il est muni d'un fourreau selon l'une des revendications 1 à 3.

5. Turboréacteur, caractérisé en ce qu'il 30 est muni d'un fourreau selon l'une des revendications 1 à 3.