WO2013182797A1 - Turbomachine comportant des moyens de fixation amont d'un tube de deshuilage - Google Patents

Turbomachine comportant des moyens de fixation amont d'un tube de deshuilage Download PDF

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WO2013182797A1
WO2013182797A1 PCT/FR2013/051253 FR2013051253W WO2013182797A1 WO 2013182797 A1 WO2013182797 A1 WO 2013182797A1 FR 2013051253 W FR2013051253 W FR 2013051253W WO 2013182797 A1 WO2013182797 A1 WO 2013182797A1
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WO
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tube
deoiling
clutch
shaft
upstream
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PCT/FR2013/051253
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Inventor
Michel Gilbert Roland Brault
Original Assignee
Snecma
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18Lubricating arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/36Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Definitions

  • the present invention relates to the field of turbomachines and, more particularly, the attachment of a deoiling tube in an aircraft turbine engine shaft.
  • a turbojet engine conventionally comprises at least one rotary shaft on which vanes are mounted to accelerate an upstream flow of air downstream in the turbojet engine body.
  • the turbojet engine comprises a compressor part upstream and a turbine part downstream.
  • the turbojet engine comprises a structural casing in which the rotary shaft is mounted by means of bearings.
  • the turbojet engine has a lubrication circuit for conveying lubricating oil to the bearings.
  • the lubricating oil is located in oil enclosures that are kept under pressure.
  • the turbojet engine conventionally comprises means for exhausting a flow of air mixed with oil particles, it is called "oiled air flow". Before being able to release the flow of oiled air into the atmosphere, it is de-oiled by introducing it into a deoiling tube mounted internally to the rotary shaft of the turbojet engine.
  • FIG. 1 partially represents a sectional view of a low-pressure shaft of a turbojet engine extending along the axial axis XX, the low-pressure shaft 1 comprising an upstream compressor shaft 1 1 and a downstream turbine shaft 12.
  • a de-oiling tube 2 is integrally mounted in the shaft 1.
  • the de-oiling tube 2 conventionally comprises an upstream portion 21 and a downstream portion 22 which are aligned longitudinally.
  • the upstream end of the turbine shaft 12 is mounted internally to the compressor shaft January 1 and is integrally connected thereto by a main nut 3 mounted from upstream and outwardly to the turbine shaft 12.
  • This connection by means of the main nut 3 makes it possible to transmit the torque between the turbine shaft 12 and the compressor shaft 1 1.
  • the downstream portion 21 of the deoiling tube 2 is mounted internally to the turbine shaft 12 by means of an upstream auxiliary nut 4 which exerts a longitudinal support directed downstream on the de-oiling tube 2.
  • the downstream portion 22 of the deoiling tube 2 is mounted downstream in the upstream portion 21 of the deoiling tube 2 as shown in Figure 2B.
  • the deoiling tube 2 comprises at the level the connection a mechanical elastic seal so as to achieve a radial blocking of the tube 2 in the shaft 1.
  • the downstream end of the tube 2 is locked downstream by a downstream auxiliary nut 6 which allows exert a longitudinal support directed upstream on the de-oiling tube 2, the downstream auxiliary nut 6 being mounted internally to the turbine shaft 12.
  • the compressor shaft 1 1 comprises a radial orifice 10 from which is ejected a flow of oiled air H to be driven by a rotating air flow F flowing axially in the tube of de-oiling 2.
  • the oiled air stream is vortexed to facilitate de-oiling.
  • the upstream assembly means of the deoiling tube 2 form an upstream projecting portion which disturbs the introduction of the oiled air flow H into the de-oiling tube 2.
  • the longitudinal distance L between the ejection orifice 10 and the upstream fixing means of the deoiling tube 2 has a preponderant role in the disturbances. When this distance L is small, of the order of 40 mm, the air flow is disturbed.
  • the upstream fixing means of the deoiling tube 2 are complex because they require an auxiliary nut upstream and downstream which has disadvantages.
  • the invention relates to a turbomachine in which circulates an upstream stream of air downstream, in particular for an aircraft, comprising an axially extending rotary shaft and a deoiling tube mounted integrally and internally to said shaft by upstream fixing means, the upstream fixing means comprise a first internal interconnection extending internally from the shaft, a second interconnection extending externally from the deoiling tube, which is aligned longitudinally with the first clutch and located downstream of the first clutch, and a longitudinal lock anti-rotation lock, extending between the rotary shaft and the deoiling tube, so as to prohibit the rotation of the second clutch of the deoiling tube relative to the first interconnection of the rotary shaft.
  • the upstream fastening means according to the invention advantageously make it possible to secure the de-oiling tube to the shaft by blocking on the one hand the axial translation and on the other hand the relative rotation by avoiding the use of a source upstream auxiliary nut. disturbance of the oiled air flow.
  • such fastening means have a limited size and are simple to mount.
  • the mass of the fastening means is reduced which is an advantage from the point of view of fuel consumption. Thanks to the invention, the distance between the ejection orifice and the upstream fixing means of the de-oiling tube is advantageously increased, which limits the disturbances of the air flow.
  • the locking latch comprises an annular body. More preferably, the locking latch comprises at least one axial tongue extending between two consecutive teeth of the first interconnection inside and between two consecutive teeth of the second interconnection outside.
  • the tabs advantageously make it possible to block the relative rotation between the shaft and the deoiling tube.
  • the upstream fastening means comprise an axial locking ring, mounted between the de-oiling tube and the anti-rotation locking latch, so as to prevent the axial displacement of the locking lock with respect to the 'tree. Thanks to the locking ring, the lock is pressed radially against the shaft which prevents its axial displacement.
  • Such a ring is of simple design and can be easily mounted in the constrained state.
  • the deoiling tube comprises an annular housing in which is mounted the axial locking ring.
  • the locking ring is not protruding from its housing and does not prevent the mounting of the lock between the deoiling tube and the shaft.
  • the locking latch comprises an annular groove adapted to be in contact with the axial locking ring and thus guide when it exerts its radial thrust to the outside.
  • the axial locking ring is resilient to be mounted prestressed.
  • the ring is slit so as to have elastic properties.
  • the locking latch comprises at least one radial disassembly orifice adapted to allow the introduction of a disassembly tool from upstream in said disassembly port.
  • the turbomachine comprises an annular cover sheet covering the upstream ends of the deoiling tube and the shaft.
  • the fastening means do not disturb the flow of oiled air during its introduction into the deoiling tube.
  • the invention also relates to a method for fixing a deoiling tube in a rotary shaft of a turbomachine in which circulates an upstream stream of air downstream, in particular for aircraft, the shaft comprising a first internal clutch extending internally, the deoiling tube having a second externally extending interconnection, the method comprising: a step of inserting the deoiling tube into the shaft from upstream,
  • the method comprises a step of inserting a locking ring between the shaft and the deoiling tube prior to insertion of the locking bolt.
  • Figure 1 is a schematic representation in axial section of mounting a deoiling tube in a shaft of a turbomachine (already commented);
  • Figure 2A is a schematic representation in axial section of the upstream attachment means of the deoiling tube according to the prior art (already commented);
  • Figure 2B is a schematic representation in axial section of the central support of the deoiling tube (already commented);
  • Figure 2C is a schematic representation in axial section of the downstream fixing means of the deoiling tube (already commented);
  • FIG. 3 is a schematic representation in axial section of the upstream fixing means of the deoiling tube according to the invention.
  • Figure 4 is a schematic representation in axial section close to the upstream fixing means of the deoiling tube of Figure 3;
  • Figure 5 is a schematic representation in cutaway perspective of the upstream fastening means of the deoiling tube of Figure 3 without the locking bolt;
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of the locking latch
  • FIG. 7 is a diagrammatic perspective view of the upstream fixing means of the deoiling tube of FIG. 3 with the locking bolt.
  • FIG. 3 represents a sectional view of the low-pressure shaft of the turbojet engine extending along the axial axis XX, the low-pressure shaft 1 comprising an upstream compressor shaft 1 1 and a vs
  • the compressor shaft 1 1 is in the form of an annular piece which has radially extending deoiling orifices 10.
  • a de-oiling orifice 10 makes it possible to eject a flow of oiled air H internally to the compressor shaft 1 1.
  • the turbine shaft 12 is in the form of an annular piece of which the upstream end is mounted internally to the compressor shaft January 1 and integrally connected thereto by a main nut 3 mounted from upstream and outwardly to the turbine shaft 12. This connection by means of the nut main 3 makes it possible to transmit the torque between the turbine shaft 12 and the compressor shaft 1 1.
  • the lateral dimension of the main nut 3 has been shortened compared to the prior art while retaining the same number of threads to maintain the same degree of fixation.
  • the main nut 3 is clamped axially against a radial stop of the compressor shaft January 1 similarly to the prior art.
  • the turbojet engine comprises a deoiling tube 7 mounted integrally inside the turbine shaft 12.
  • the deoiling tube 7 is in the form of an annular piece extending axially in the turbojet engine along an axis XX.
  • the deoiling tube 7 comprises an upstream portion and a downstream portion that are aligned longitudinally.
  • the invention relates to the upstream fixing means of the de-oiling tube 7 in the turbine shaft 12 also, the central support means and the downstream fastening means are identical to the prior art as previously described in FIGS. 2C.
  • the turbine shaft 12 comprises a first interconnection 13 which extends radially inwardly and is designated by the following interconnection internal.
  • a dog clutch is a set of protruding teeth, two consecutive teeth being separated by a space in which can pass a protruding tooth of another interconnection.
  • the inner clutch 13 has a plurality of teeth projecting radially inwards and angularly distributed at the inner periphery of the turbine shaft 12 as illustrated in FIGS. 4 and 5.
  • the de-oiling tube 7 comprises a second clutch 71 which extends radially outwards and is designated by the following external clutch.
  • the outer clutch 71 has a plurality of teeth projecting radially outward and angularly distributed at the outer periphery of the de-oiling tube 7 as shown in Figures 4 and 5.
  • the radial distance of the clutch 13, 71 by ratio the axis XX of the turbojet engine is identical so as to prevent a radial displacement of the clutch 13, 71 relative to each other when the teeth of the clutch 13, 71 are aligned longitudinally, that is to say, parallel to the axis XX of the turbojet engine.
  • the turbojet engine furthermore comprises a longitudinal anti-rotation locking latch 8 extending between the turbine shaft 12 and the de-oiling tube 7, so as to prevent rotation.
  • the locking latch 8 comprises an annular body 80 extending axially along the axis XX in the turbojet engine and three locking tabs 82 extending longitudinally from the body 80 downstream.
  • the locking latch 8 could comprise a different number of tongues 82.
  • the tongues 82 are angularly distributed around the circumference of the locking latch 8.
  • each tongue 82 has the shape of a curved rectangle of so as to be placed between the teeth of the dog clutch 13, 71.
  • the locking tabs 82 are adapted to extend between two consecutive teeth of an inner clutch 13 or outer 71 to form an anti -rotation.
  • the combination of the clutch 71, 13 and the locking bolt 8 allows to fix the de-oiling tube 7 to the turbine shaft 12 by preventing any rotation and axial displacement.
  • the upstream fastening means comprise an axial locking ring 91, mounted between the de-oiling tube 7 and the anti-rotation lock 8, so as to prevent the axial displacement of the de-oiling tube 7 with respect to the lock.
  • the axial locking ring 91 is in the form of a split metal ring so as to have elastic properties so that it can be compressed radially.
  • the deoiling tube 7 comprises an annular housing 72 located upstream of the outer clutch 71 as illustrated in FIG. 4.
  • the annular housing 72 is in the form of a annular groove whose cavity is turned towards the outside and whose radial depth is able to receive completely the axial locking ring 91.
  • the locking latch 8 comprises, for its part, an annular groove 81, whose cavity is turned inward, adapted to be in contact with the axial locking ring 91 to limit its radial outward movement.
  • the axial locking ring 91 is mounted in the prestressed state between the de-oiling tube 7 and the lock of blocking 8 so that it exerts a radial force on the locking latch 8 in order to press against the turbine shaft 12 and thus prevent its axial displacement.
  • the locking bolt 8 has three disassembly lugs 83 which extend longitudinally upstream from its annular body 80.
  • the disassembly lugs 83 are angularly distributed around the circumference of the locking bolt 8.
  • the locking latch 8 could comprise a different number of disassembly lugs 83.
  • Each dismounting lug 83 has a radial disassembly orifice 84 adapted to allow the introduction of a disassembly tool from the upstream in said disassembly port 84, for example, a claw plier as will be detailed later.
  • a disassembly tool from the upstream in said disassembly port 84, for example, a claw plier as will be detailed later.
  • the disassembly lugs 83 are longitudinally aligned with the locking tabs 82 so that a longitudinal force applied to a dismounting lug 83 is applied directly to a locking tab 82.
  • the de-oiling tube 7 comprises an annular groove 73, located upstream of the outer clutch 71, whose cavity is turned inward and whose radial depth is able to receive a complete seal 92 an annular cover plate 10 covering the upstream ends of the deoiling tube 7 and the turbine shaft 12 as shown in Figure 3.
  • the seal 92 is in this annular example.
  • the cover plate 10 is annular and has a U-shaped section facing downstream so as to provide an aerodynamic profile to the air flowing internally to the shaft 1.
  • the radially upper end of the sheet cover 10 is in contact with the lower surface of the compressor shaft 1 1 in order to limit any disruption of the air flow to the connection between the compressor shaft 1 1, the turbine shaft 12 and the fan tube. de-oiling 7.
  • the seal 92 makes it possible to prevent air circulation between the sheet 10 and the de-oiling tube 7 as illustrated in FIG. 3.
  • the cover plate 10 is slotted so as to facilitate its mounting.
  • the de-oiling tube 7 is inserted into the turbine shaft 12 from upstream. Then, the de-oiling tube 7 is oriented angularly so that the second external clutch 71 is not aligned longitudinally with the first internal clutch 13 of the turbine shaft 12. Thus, the de-oiling tube 7 can be moved axially downstream so that the second outer clutch 71 is located downstream of the first inner clutch 13. In fact, the teeth of the second outer clutch 71 can pass into the spaces between two consecutive teeth of the first internal clutch 13.
  • the deoiling tube 7 is oriented angularly so that the second clutch 71 is aligned longitudinally with the first clutch 13. Thus, any axial displacement upstream of the deoiling tube 7 is not allowed. Then, the locking ring 91 is introduced under stress into the housing 72 of the de-oiling tube 7 and the lock 0
  • the seal 92 is introduced beforehand into the annular groove 73 before the cover plate 10 is placed inside the seal 92. Once placed, the seal 92 prevents any air circulation between the sheet 10 and the de-oiling tube 7.
  • the cover plate 10 comprises fastening means to the main nut 3.
  • the de-oiling tube 7 is attached downstream by a downstream auxiliary nut which axially constrains the de-oiling tube 7 against the inner clutch 13 of the turbine shaft 12. This axial force is transmitted to the external clutching. 13 which relies on the internal interconnection 71.
  • the cover plate 10 is removed and then, with the aid of a claw-type disassembly tool, the locking bolt 8 is gripped by its disassembly holes 84. With the aid of the disassembly tool, an axial force is applied to the disassembly lugs 83 of the latch 8 to forcibly remove the locking latch 8 by opposing the plating force of the locking ring 91. Once the lock lock 8 removed, the locking ring 91 is also out of the turbojet engine. Then, the de-oiling tube 7 is oriented angularly so that the second external clutch 71 is not aligned longitudinally with the first internal clutch 13 of the turbine shaft 12.
  • the de-oiling tube 7 can be moved axially upstream, the teeth of the second outer clutch 71 passing in the spaces between two consecutive teeth of the first internal clutch 13.
  • the de-oiling tube 7 is then completely out of the turbojet engine.
  • the invention has been presented for mounting a deoiling tube in a turbine shaft but it goes without saying that it could be mounted in another type of shaft, for example, a compressor shaft.

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Abstract

Une turbomachine dans laquelle circule un flux d'air d'amont en aval, notamment pour aéronef, comportant un arbre rotatif (1) s'étendant axialement et un tube de déshuilage (7) monté solidairement et intérieurement audit arbre (1) par des moyens de fixation amont, les moyens de fixation amont comportent: un premier crabotage intérieur (13) s'étendant intérieurement depuis l'arbre (1), un deuxième crabotage (71), s'étendant extérieurement depuis le tube de déshuilage (7), qui est aligné longitudinalement avec le premier crabotage (13) et situé en aval du premier crabotage (13),et un verrou longitudinal de blocage anti-rotation (8), s'étendant entre l'arbre rotatif (1) et le tube de déshuilage (7), de manière à interdire la rotation du deuxième crabotage (71) du tube de déshuilage (7) par rapport au premier crabotage (13) de l'arbre rotatif (1).

Description

TURBOMACHINE COMPORTANT DES MOYENS DE FIXATION AMONT D'UN TUBE DE
DESHUILAGE
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL ET ART ANTERIEUR
La présente invention concerne le domaine des turbomachines et, plus particulièrement, la fixation d'un tube de déshuilage dans un arbre de turbomachine pour aéronef.
Un turboréacteur comporte de manière classique au moins un arbre rotatif sur lequel sont montés des aubes pour accélérer un flux d'air d'amont en aval dans le corps du turboréacteur. Le turboréacteur comporte en amont une partie de compresseur et en aval une partie de turbine.
Le turboréacteur comporte un carter structural dans lequel est monté l'arbre rotatif par l'intermédiaire de paliers. Pour permettre la lubrification et le refroidissement des paliers, le turboréacteur comporte un circuit de lubrification permettant d'acheminer de l'huile de lubrification jusqu'aux paliers. L'huile de lubrification est située dans des enceintes d'huile qui sont maintenues sous pression. Pour limiter la pression dans les enceintes d'huile, le turboréacteur comporte classiquement des moyens d'échappement d'un flux d'air mélangé avec des particules d'huile, on parle de « flux d'air huilé ». Avant de pouvoir rejeter dans l'atmosphère le flux d'air huilé, on procède à son déshuilage en l'introduisant dans un tube de déshuilage monté intérieurement à l'arbre rotatif du turboréacteur. Un tel tube de déshuilage est présenté, par exemple, par la demande de brevet FR 2 926 604 de la société SNECMA et est connu de l'homme du métier sous sa désignation anglaise de « center-vent ». La figure 1 représente partiellement une vue en coupe d'un arbre basse-pression d'un turboréacteur s'étendant selon l'axe axial X-X, l'arbre basse pression 1 comportant un arbre amont de compresseur 1 1 et un arbre aval de turbine 12. Un tube de déshuilage 2 est monté de manière solidaire dans l'arbre 1. Le tube de déshuilage 2 comporte de manière classique une partie amont 21 et une partie aval 22 qui sont alignés longitudinalement.
En référence à la figure 2A, l'extrémité amont de l'arbre de turbine 12 est montée intérieurement à l'arbre de compresseur 1 1 et est reliée solidairement à celui-ci par un écrou principal 3 monté depuis l'amont et extérieurement à l'arbre de turbine 12. Cette liaison au moyen de l'écrou principal 3 permet de transmettre le couple entre l'arbre de turbine 12 et l'arbre de compresseur 1 1. La partie aval 21 du tube de déshuilage 2 est montée intérieurement à l'arbre de turbine 12 au moyen d'un écrou auxiliaire amont 4 qui vient exercer un appui longitudinal dirigé vers l'aval sur le tube de déshuilage 2.
La partie aval 22 du tube de déshuilage 2 est montée depuis l'aval dans la partie amont 21 du tube de déshuilage 2 comme représenté sur la figure 2B. Le tube de déshuilage 2 comporte au niveau de la liaison un joint élastique mécanique de manière à réaliser un blocage radial du tube 2 dans l'arbre 1. En référence à la figure 2C, l'extrémité aval du tube 2 est verrouillée en aval par un écrou auxiliaire aval 6 qui permet d'exercer un appui longitudinal dirigé vers l'amont sur le tube de déshuilage 2, l'écrou auxiliaire aval 6 étant monté intérieurement à l'arbre de turbine 12.
De nouveau en référence à la figure 2A, l'arbre de compresseur 1 1 comporte un orifice radial 10 depuis lequel est éjecté un flux d'air huilé H destiné à être entraîné par un flux d'air tournant F circulant axialement dans le tube de déshuilage 2. De manière classique, le flux d'air huilé est entraîné en vortex pour faciliter son déshuilage. Les moyens de montage amont du tube de déshuilage 2 forment une portion en saillie vers l'amont qui perturbe l'introduction du flux d'air huilé H dans le tube de déshuilage 2. En particulier, il a été mesuré que la distance longitudinale L entre l'orifice d'éjection 10 et les moyens de fixation amont du tube de déshuilage 2 a un rôle prépondérant dans les perturbations. Lorsque cette distance L est faible, de l'ordre de 40 mm, le flux d'air est perturbé. Par ailleurs, outre leur encombrement, les moyens de fixation amont du tube de déshuilage 2 sont complexes du fait qu'ils nécessitent un écrou auxiliaire en amont et en aval ce qui présente des inconvénients.
PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION Afin d'éliminer au moins certains de ces inconvénients, l'invention concerne une turbomachine dans laquelle circule un flux d'air d'amont en aval, notamment pour aéronef, comportant un arbre rotatif s'étendant axialement et un tube de déshuilage monté solidairement et intérieurement audit arbre par des moyens de fixation amont, les moyens de fixation amont comportent un premier crabotage intérieur s'étendant intérieurement depuis l'arbre, un deuxième crabotage, s'étendant extérieurement depuis le tube de déshuilage, qui est aligné longitudinalement avec le premier crabotage et situé en aval du premier crabotage, et un verrou longitudinal de blocage anti-rotation, s'étendant entre l'arbre rotatif et le tube de déshuilage, de manière à interdire la rotation du deuxième crabotage du tube de déshuilage par rapport au premier crabotage de l'arbre rotatif. Les moyens de fixation amont selon l'invention permettent avantageusement de solidariser le tube de déshuilage à l'arbre en bloquant d'une part la translation axiale et d'autre part la rotation relative en évitant l'utilisation d'un écrou auxiliaire amont source de perturbation du flux d'air huilé. En outre, de tels moyens de fixation présentent un encombrement limité et sont simples à monter. Par ailleurs, la masse des moyens de fixation est réduite ce qui constitue un avantage du point de vue de la consommation en carburant. Grâce à l'invention, on augmente avantageusement la distance entre l'orifice d'éjection et les moyens de fixation amont du tube de déshuilage ce qui limite les perturbations du flux d'air.
De préférence, le verrou de blocage comporte un corps annulaire. De préférence encore, le verrou de blocage comporte au moins une languette axiale s'étendant entre deux dents consécutives du premier crabotage intérieur et entre deux dents consécutives du deuxième crabotage extérieur. Les languettes permettent avantageusement de bloquer la rotation relative entre l'arbre et le tube de déshuilage. Selon un aspect de l'invention, les moyens de fixation amont comportent un anneau de blocage axial, monté entre le tube de déshuilage et le verrou de blocage anti-rotation, de manière à interdire le déplacement axial du verrou de blocage par rapport à l'arbre. Grâce à l'anneau de blocage, le verrou est plaqué radialement contre l'arbre ce qui empêche son déplacement axial. Un tel anneau est de conception simple et peut être facilement monté à l'état contraint.
De préférence, le tube de déshuilage comporte un logement annulaire dans lequel est monté l'anneau de blocage axial. Ainsi, à l'état contraint, l'anneau de blocage n'est pas saillant depuis son logement et n'empêche pas le montage du verrou entre le tube de déshuilage et l'arbre. De préférence encore, le verrou de blocage comporte une rainure annulaire adaptée pour être en contact avec l'anneau de blocage axial et ainsi guider lorsqu'il exerce sa poussée radiale vers l'extérieur. De préférence toujours, l'anneau de blocage axial est élastique pour être monté précontraint. De préférence, l'anneau est fendu de manière à posséder des propriétés élastiques. De manière préférée, le verrou de blocage comporte au moins un orifice de démontage radial adapté pour permettre l'introduction d'un outil de démontage depuis l'amont dans ledit orifice de démontage.
Selon un aspect de l'invention, la turbomachine comporte une tôle annulaire de couverture recouvrant les extrémités amont du tube de déshuilage et de l'arbre. Ainsi, les moyens de fixation ne perturbent pas le flux d'air huilé lors de son introduction dans le tube de déshuilage.
L'invention concerne également un procédé de fixation d'un tube de déshuilage dans un arbre rotatif d'une turbomachine dans laquelle circule un flux d'air d'amont en aval, notamment pour aéronef, l'arbre comportant un premier crabotage intérieur s'étendant intérieurement, le tube de déshuilage comportant un deuxième crabotage s'étendant extérieurement, procédé comprenant : une étape d'insertion du tube de déshuilage dans l'arbre depuis l'amont,
une étape d'orientation angulaire du tube de déshuilage de manière à ce que le deuxième crabotage ne soit pas aligné longitudinalement avec le premier crabotage,
- une étape de déplacement axial vers l'aval du tube de déshuilage de manière à ce que le deuxième crabotage soit situé en aval du premier crabotage,
une étape d'orientation angulaire du tube de déshuilage de manière à ce que le deuxième crabotage soit aligné longitudinalement avec le premier crabotage, et .
4
une étape d'insertion d'un verrou longitudinal de blocage anti-rotation entre l'arbre et le tube de déshuilage de manière à interdire la rotation du deuxième crabotage du tube de déshuilage par rapport au premier crabotage de l'arbre. De préférence, le procédé comporte une étape d'insertion d'un anneau de blocage entre l'arbre et le tube de déshuilage préalablement à l'insertion du verrou de blocage.
PRESENTATION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et se référant aux dessins annexés sur lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique en coupe axiale du montage d'un tube de déshuilage dans un arbre d'une turbomachine (déjà commenté) ;
la figure 2A est une représentation schématique en coupe axiale des moyens de fixation amont du tube de déshuilage selon l'art antérieur (déjà commenté) ;
la figure 2B est une représentation schématique en coupe axiale de l'appui central du tube de déshuilage (déjà commenté) ;
la figure 2C est une représentation schématique en coupe axiale des moyens de fixation aval du tube de déshuilage (déjà commenté) ;
- la figure 3 est une représentation schématique en coupe axiale des moyens de fixation amont du tube de déshuilage selon l'invention ;
la figure 4 est une représentation schématique en coupe axiale rapprochée des moyens de fixation amont du tube de déshuilage de la figure 3 ;
la figure 5 est une représentation schématique en perspective écorchée des moyens de fixation amont du tube de déshuilage de la figure 3 sans le verrou de blocage ;
la figure 6 est une représentation schématique en perspective du verrou de blocage ; et la figure 7 est une représentation schématique en perspective écorchée des moyens de fixation amont du tube de déshuilage de la figure 3 avec le verrou de blocage. II faut noter que les figures exposent l'invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l'invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l'invention le cas échéant.
DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE L'invention va être présentée pour un turboréacteur d'aéronef à double corps comportant un corps basse pression et un corps haute pression pour la propulsion d'un aéronef mais il va de soi que l'invention s'applique à toute turbomachine.
La figure 3 représente une vue en coupe de l'arbre basse-pression du turboréacteur s'étendant selon l'axe axial X-X, l'arbre basse pression 1 comportant un arbre amont de compresseur 1 1 et un c
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arbre aval de turbine 12. L'arbre de compresseur 1 1 se présente sous la forme d'une pièce annulaire qui comporte des orifices de déshuilage 10 s'étendant radialement. Un orifice de déshuilage 10 permet d'éjecter un flux d'air huilé H intérieurement à l'arbre de compresseur 1 1. En référence à la figure 3, l'arbre de turbine 12 se présente sous la forme d'une pièce annulaire dont l'extrémité amont est montée intérieurement à l'arbre de compresseur 1 1 et reliée solidairement à celui-ci par un écrou principal 3 monté depuis l'amont et extérieurement à l'arbre de turbine 12. Cette liaison au moyen de l'écrou principal 3 permet de transmettre le couple entre l'arbre de turbine 12 et l'arbre de compresseur 1 1. Selon l'invention, la dimension latérale de l'écrou principal 3 a été raccourcie par rapport à l'art antérieur tout en conservant le même nombre de filets de vissage afin de conserver le même degré de fixation. Comme illustré à la figure 3, l'écrou principal 3 est serré axialement contre une butée radiale de l'arbre de compresseur 1 1 de manière similaire à l'art antérieur.
Selon l'invention, le turboréacteur comporte un tube de déshuilage 7 monté de manière solidaire à l'intérieur de l'arbre de turbine 12. Le tube de déshuilage 7 se présente sous la forme d'une pièce annulaire s'étendant axialement dans le turboréacteur selon un axe X-X. De manière similaire à l'art antérieur, le tube de déshuilage 7 comporte une partie amont et une partie aval qui sont alignées longitudinalement. L'invention concerne les moyens de fixation amont du tube de déshuilage 7 dans l'arbre de turbine 12 aussi, les moyens d'appui central et les moyens de fixation aval sont identiques à l'art antérieur tel que décrit précédemment aux figures 2B et 2C.
En référence à la figure 4, l'arbre de turbine 12 comporte un premier crabotage 13 qui s'étend radialement vers l'intérieur et est désigné par la suite crabotage intérieur. Pour rappel, un crabotage est un ensemble de dents en saillie, deux dents consécutives étant séparées par un espace dans lequel peut passer une dent en saillie d'un autre crabotage. Dans cet exemple, le crabotage intérieur 13 comporte une pluralité de dent en saillies orientées radialement vers l'intérieur et réparties angulairement à la périphérie intérieure de l'arbre de turbine 12 comme illustré aux figures 4 et 5. En référence à la figure 4, le tube de déshuilage 7 comporte un deuxième crabotage 71 qui s'étend radialement vers l'extérieur et est désigné par la suite crabotage extérieur. Dans cet exemple, le crabotage extérieur 71 comporte une pluralité de dent en saillies orientées radialement vers l'extérieur et réparties angulairement à la périphérie extérieure du tube de déshuilage 7 comme illustré aux figures 4 et 5. La distance radiale des crabotages 13, 71 par rapport l'axe X-X du turboréacteur est identique de manière à empêcher un déplacement radial des crabotages 13, 71 l'un par rapport à l'autre lorsque les dents des crabotages 13, 71 sont alignées longitudinalement, c'est-à-dire, parallèlement à l'axe X-X du turboréacteur.
Comme illustré à la figure 4, en position de fixation, le crabotage intérieur 13 est aligné longitudinalement avec le crabotage extérieur 71 du tube de déshuilage 7. Ce dernier est placé en _
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aval du crabotage intérieur 13 de l'arbre 1 de manière à empêcher tout déplacement axial en amont du tube de déshuilage 7 ce qui évite avantageusement de recourir à un écrou auxiliaire en amont du tube de déshuilage 7 pour limiter l'encombrement. Selon l'invention, en référence à la figure 4, le turboréacteur comporte en outre un verrou longitudinal de blocage anti-rotation 8, s'étendant entre l'arbre de turbine 12 et le tube de déshuilage 7, de manière à interdire la rotation du deuxième crabotage 71 du tube de déshuilage 7 par rapport au premier crabotage 13 de l'arbre rotatif 1. Comme illustré à la figure 6, le verrou de blocage 8 comporte un corps annulaire 80 s'étendant axialement selon l'axe X-X dans le turboréacteur et trois languettes de blocage 82 s'étendant longitudinalement depuis le corps 80 vers l'aval. Il va de soi que le verrou de blocage 8 pourrait comprendre un nombre différent de languettes 82. Les languettes 82 sont angulairement réparties à la circonférence du verrou de blocage 8. Dans cet exemple, chaque languette 82 possède la forme d'un rectangle incurvé de manière à pouvoir se placer entre les dents des crabotages 13, 71. En référence à la figure 4, les languettes de blocage 82 sont adaptées pour s'étendre entre deux dents consécutives d'un crabotage intérieur 13 ou extérieur 71 pour former un moyen anti-rotation. A titre d'exemple, si l'on tourne le tube de déshuilage 7 alors qu'une languette 82 est placée entre deux dents consécutives du crabotage extérieur 71 , une des dents va venir en contact avec la languette 82 selon une de ses faces latérales ce qui bloquera la rotation. Autrement dit, la combinaison des crabotages 71 , 13 et du verrou de blocage 8 permet de fixer solidairement le tube de déshuilage 7 à l'arbre de turbine 12 en interdisant toute rotation et tout déplacement axial.
De manière préférée, les moyens de fixation amont comportent un anneau de blocage axial 91 , monté entre le tube de déshuilage 7 et le verrou de blocage anti-rotation 8, de manière à interdire le déplacement axial du tube de déshuilage 7 par rapport au verrou de blocage 8. L'anneau de blocage axial 91 se présente sous la forme d'un anneau métallique fendu de manière à posséder des propriétés élastiques afin de pouvoir être compressé radialement.
Afin de permettre le montage de l'anneau de blocage axial 91 , le tube de déshuilage 7 comporte un logement annulaire 72 situé en amont du crabotage extérieur 71 comme illustré à la figure 4. Le logement annulaire 72 se présente sous la forme d'une rainure annulaire dont la cavité est tournée vers l'extérieur et dont la profondeur radiale est apte à recevoir entièrement l'anneau de blocage axial 91. Le verrou de blocage 8 comporte, pour sa part, une rainure annulaire 81 , dont la cavité est tournée vers l'intérieur, adaptée pour être en contact avec l'anneau de blocage axial 91 afin de limiter son déplacement radial vers l'extérieur. Comme cela sera détaillé par la suite, l'anneau de blocage axial 91 est monté à l'état précontraint entre le tube de déshuilage 7 et le verrou de blocage 8 de manière à ce qu'il exerce un effort radial sur le verrou de blocage 8 afin de le plaquer contre l'arbre de turbine 12 et ainsi empêcher son déplacement axial.
En référence à la figure 6, le verrou de blocage 8 comporte trois oreilles de démontage 83 qui s'étendent longitudinalement vers l'amont depuis son corps annulaire 80. Les oreilles de démontage 83 sont angulairement réparties à la circonférence du verrou de blocage 8. Il va de soi que le verrou de blocage 8 pourrait comprendre un nombre différent d'oreilles de démontage 83. Chaque oreille de démontage 83 comporte un orifice radial de démontage 84 adapté pour permettre l'introduction d'un outil de démontage depuis l'amont dans ledit orifice de démontage 84, par exemple, une pince à griffes comme cela sera détaillé par la suite. De manière préférée, comme illustré à la figure 6, les oreilles de démontage 83 sont alignées longitudinalement avec les languettes de blocage 82 afin qu'un effort longitudinal appliqué sur une oreille de démontage 83 soit appliqué directement sur une languette de blocage 82. Toujours en référence à la figure 4, le tube de déshuilage 7 comporte une rainure annulaire 73, située en amont du crabotage extérieur 71 , dont la cavité est tournée vers l'intérieur et dont la profondeur radiale est apte à recevoir entièrement un joint d'étanchéité 92 d'une tôle annulaire de couverture 10 recouvrant les extrémités amont du tube de déshuilage 7 et de l'arbre de turbine 12 comme illustré à la figure 3. Le joint d'étanchéité 92 est dans cet exemple annulaire. La tôle de couverture 10 est annulaire et possède une section en forme de U tournée vers l'aval de manière à offrir un profil aérodynamique à l'air circulant intérieurement à l'arbre 1. De préférence, l'extrémité radialement supérieure de la tôle de couverture 10 est en contact avec la surface inférieure de l'arbre de compresseur 1 1 afin de limiter toute perturbation du flux d'air à la liaison entre l'arbre de compresseur 1 1 , l'arbre de turbine 12 et le tube de déshuilage 7. Le joint d'étanchéité 92 permet d'empêcher une circulation d'air entre la tôle 10 et le tube de déshuilage 7 comme illustré à la figure 3. De préférence, la tôle de couverture 10 est fendue de manière à faciliter son montage.
Le procédé de fixation du tube de déshuilage 7 dans l'arbre de turbine 12 va être maintenant présenté. Au cours d'une première étape, le tube de déshuilage 7 est inséré dans l'arbre de turbine 12 depuis l'amont. Ensuite, le tube de déshuilage 7 est orienté angulairement de manière à ce que le deuxième crabotage extérieur 71 ne soit pas aligné longitudinalement avec le premier crabotage intérieur 13 de l'arbre de turbine 12. Ainsi, le tube de déshuilage 7 peut être déplacé axialement vers l'aval de manière à ce que le deuxième crabotage extérieur 71 soit situé en aval du premier crabotage intérieur 13. En effet, les dents du deuxième crabotage extérieur 71 peuvent passer dans les espaces ménagés entre deux dents consécutives du premier crabotage intérieur 13.
Ensuite, comme illustré à la figure 5, le tube de déshuilage 7 est orienté angulairement de manière à ce que le deuxième crabotage 71 soit aligné longitudinalement avec le premier crabotage 13. Ainsi, tout déplacement axial vers l'amont du tube de déshuilage 7 est interdit. Puis, l'anneau de blocage 91 est introduit sous contrainte dans le logement 72 du tube de déshuilage 7 et le verrou 0
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de blocage 8 est inséré de manière axiale afin de se placer entre l'arbre de turbine 12 et le tube de déshuilage 7. Une fois que les languettes 82 du verrou 8 ont dépassé le crabotage intérieur 71 et le crabotage extérieur 13, le tube de déshuilage 7 est bloqué en rotation. Lorsque le verrou 8 est positionné, l'anneau de blocage 91 se détend radialement vers l'extérieur et vient en contact avec la rainure annulaire 81 du verrou 8 qui est plaqué radialement contre la surface intérieure de l'arbre de turbine 12. Le verrou de blocage 8 est ainsi bloqué axialement contre l'arbre de turbine 12 comme illustré à la figure 7.
Le joint d'étanchéité 92 est préalablement introduit dans la rainure annulaire 73 avant le placement de la tôle de couverture 10 intérieurement au joint d'étanchéité 92. Une fois placé, le joint d'étanchéité 92 empêche toute circulation d'air entre la tôle 10 et le tube de déshuilage 7. De préférence, la tôle de couverture 10 comprend des moyens de fixation à l'écrou principal 3.
De manière classique, le tube de déshuilage 7 est fixé en l'aval par un écrou auxiliaire aval qui vient contraindre axialement le tube de déshuilage 7 contre le crabotage intérieur 13 de l'arbre de turbine 12. Cette effort axial est transmis au crabotage extérieur 13 qui s'appui sur le crabotage intérieur 71.
En fonctionnement, lorsque le tube de déshuilage 7 est fixé solidairement à l'arbre de turbine 12, un flux d'air huilé H est injecté intérieurement à l'arbre 1 par l'orifice d'éjection 10 et entraîné par un flux d'air circulant F d'amont en aval dans le tube de déshuilage 7 comme illustré à la figure 3. Du fait de la suppression de l'écrou auxiliaire amont pour le montage du tube de déshuilage 7, la distance longitudinale L entre l'orifice d'éjection 10 et les moyens de fixation du tube de déshuilage 7 est importante (de l'ordre de 70 mm) ce qui limite toute perturbation du flux d'air F et du flux d'air huilé H et améliore le déshuilage. En outre, l'ajout d'une tôle de couverture 10 permet d'améliorer la circulation d'air ce qui limite encore plus les perturbations.
Lors du démontage, la tôle de couverture 10 est retirée puis, à l'aide d'un outil de démontage du type pince à griffes, le verrou de blocage 8 est agrippé par ses orifices de démontages 84. A l'aide de l'outil de démontage, un effort axial est appliqué aux oreilles de démontage 83 du verrou 8 afin de retirer à force le verrou de blocage 8 en s'opposant à la force de plaquage de l'anneau de blocage 91. Une fois le verrou de blocage 8 retiré, l'anneau de blocage 91 est également sorti du turboréacteur. Ensuite, le tube de déshuilage 7 est orienté angulairement de manière à ce que le deuxième crabotage extérieur 71 ne soit pas aligné longitudinalement avec le premier crabotage intérieur 13 de l'arbre de turbine 12. Ainsi, le tube de déshuilage 7 peut être déplacé axialement vers l'amont, les dents du deuxième crabotage extérieur 71 passant dans les espaces ménagés entre deux dents consécutives du premier crabotage intérieur 13. Le tube de déshuilage 7 est ensuite entièrement sorti du turboréacteur. L'invention a été présentée pour le montage d'un tube de déshuilage dans un arbre de turbine mais il va de soi qu'il pourrait être monté dans un autre type d'arbre, par exemple, un arbre de compresseur.

Claims

REVENDICATIONS
Turbomachine dans laquelle circule un flux d'air d'amont en aval, notamment pour aéronef, comportant un arbre rotatif (1 ) s'étendant axialement et un tube de déshuilage (7) monté solidairement et intérieurement audit arbre (1 ) par des moyens de fixation amont, les moyens de fixation amont comportent :
un premier crabotage intérieur (13) s'étendant intérieurement depuis l'arbre (1 ), un deuxième crabotage (71 ), s'étendant extérieurement depuis le tube de déshuilage (7), qui est aligné longitudinalement avec le premier crabotage (13) et situé en aval du premier crabotage (13), et
un verrou longitudinal de blocage anti-rotation (8), s'étendant entre l'arbre rotatif (1 ) et le tube de déshuilage (7), de manière à interdire la rotation du deuxième crabotage (71 ) du tube de déshuilage (7) par rapport au premier crabotage (13) de l'arbre rotatif (1 ).
Turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle le verrou de blocage (8) comporte un corps annulaire (80).
Turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle le verrou de blocage (8) comporte au moins une languette axiale (82) s'étendant entre deux dents consécutives du premier crabotage intérieur (13) et entre deux dents consécutives du deuxième crabotage extérieur (71 ).
Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de fixation amont comportent un anneau de blocage axial (91 ), monté entre le tube de déshuilage (7) et le verrou de blocage anti-rotation (8), de manière à interdire le déplacement axial du verrou de blocage (8) par rapport à l'arbre (1 ).
Turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle le tube de déshuilage (7) comporte un logement annulaire (72) dans lequel est monté l'anneau de blocage axial (91 ).
Turbomachine selon l'une des revendications 4 à 5, dans laquelle le verrou de blocage (8) comporte une rainure annulaire (81 ) adaptée pour être en contact avec l'anneau de blocage axial (91 ).
7. Turbomachine selon l'une des revendications 4 à 6, dans laquelle l'anneau de blocage axial (91 ) est élastique.
8. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le verrou de blocage (8) comporte au moins un orifice de démontage radial (84) adapté pour permettre l'introduction d'un outil de démontage depuis l'amont dans ledit orifice de démontage (84).
9. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la turbomachine comporte une tôle annulaire (10) de couverture recouvrant les extrémités amont du tube de déshuilage (7) et de l'arbre (1 ).
10. Procédé de fixation d'un tube de déshuilage (7) dans un arbre rotatif (1 ) d'une turbomachine dans laquelle circule un flux d'air d'amont en aval, notamment pour aéronef, l'arbre (1 ) comportant un premier crabotage intérieur (13) s'étendant intérieurement, le tube de déshuilage (7) comportant un deuxième crabotage (71 ) s'étendant extérieurement, procédé comprenant :
une étape d'insertion du tube de déshuilage (7) dans l'arbre (1 ) depuis l'amont, une étape d'orientation angulaire du tube de déshuilage (7) de manière à ce que le deuxième crabotage (71 ) ne soit pas aligné longitudinalement avec le premier crabotage (13),
une étape de déplacement axial vers l'aval du tube de déshuilage (7) de manière à ce que le deuxième crabotage (71 ) soit situé en aval du premier crabotage (13), une étape d'orientation angulaire du tube de déshuilage (7) de manière à ce que le deuxième crabotage (71 ) soit aligné longitudinalement avec le premier crabotage (13), et
une étape d'insertion d'un verrou longitudinal de blocage anti-rotation (8) entre l'arbre (1 ) et le tube de déshuilage (7) de manière à interdire la rotation du deuxième crabotage (73) du tube de déshuilage (7) par rapport au premier crabotage (13) de l'arbre (1 ).
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