Brevet FR2271405A1 — publié le 19751212

L'invention est relative aux conduits de réchauffe-de turboréacteurs à postcombustion et elle concerne plus particulièrement un dispositif de chemisage perfectionné pour la protection thermique desdits conduits et pour l'absorption de composantes des bruits engendrés en amont ou dans lesdits conduits. On a déjà proposé de disposer dans les conduits de réchauffe, à distance de leur paroi externe et pour assurer la protection thermique de ladite paroi, une chemise ou un chemisage pour y ménager un espace annulaire dans lequel on fait éventuellement circuler un fluide de refroidissement, par exemple de l'air. Mais la paroi externe et la chemise, chacune exposées à de grandes variations de température, peuvent etre le siège, d'autant plus qu' elles sont parfois réalisées en des matériaux différents, de dilatations thermiques très inégales, génératrices de déformations et de tensions indésirables. Aussi a-t-on déjà songé à fixer les chemises de protection sur les parois de conduits par l'intermédiaire de glissières longitudinales pour com penser les déformations longitudinales relatives des deux éléments. Nais on ne compense pas ainsi les déformations relatives dans les autres directions. L'invention permet d'éviter cet inconvénient, en permettant de réaliser un chemisage protecteur à l'aide d'éléments légers, maniables, faciles à monter, ledit chemisage permettant une compensation des dilatations différentielles dans toutes les directions où elles peuvent se produite et constituant, en outre, en cas de besoin, un dispositif efficace d'absorption de com posantes de bruits dont il est facile d'adapter les caractéristiques aux bandes de fréquences sonores à éliminer. L'invention présente donc un intérêt tout pafticulier pour l'équipe- ment de canaux de réchauffe de turboréacteurs. Le dispositif de protection thermique de l'invention, avantageusement réalisé en tôle métallique chaudronnée, comporte selon sa disposition la plus générale au moins une virole cylindrique de dimensions transversales telles que ladite virole ménage un espace annulaire dans le conduit de réchauffe, ladite virole comportant à l'amont avantageusement une bride en forme de couronne constituée par un bord relevé chaudronné, ladite virole étant ainsi monobloc, ladite virole étant amarrée au conduit de réchauffe, d'une part, à l'amont par pincement de la couronne entre des segments circulaires périphériques à section en cornière dont une aile est fixée au conduit de réchauffe et l'autre est contre la couronne et, d'autre part, à l'aval par insertion dans une pièce de section annulaire solidaire de la paroi externe dimensionnée pour que ladite virole puisse coulisser dans ladite pièce annulaire. Dans une forme de réalisation préférentielle, le dispositif de l'invention comporte au moins deux viroles, l'extrémité aval de la virole amont étant emboitée dans l'extrémité amont de la virole aval qui a été évasée à cet effet. L'invention prévoit aussi des moyens pour fixer la couronne de chaque virole entre les segments de pincement tout en autorisant une course radiale limitée. Le libre jeu des dilatations est ainsi garanti. On remarquera que les dispositions de l'invention permettent de ménager entre la paroi du conduit et le chemisage des volumes annulaires clos délimités par ladite paroi et par les segments, couronnes et corps de viroles. L'invention prévoit que l'on peut ménager dans les corps de viroles des orifices disposés, dimensionnés et conformés pour transformer un ou plusieurs volumes en résonateurs de Helmholtz de fréquencesde résonance déterminées. L'invention fournit donc un moyen commode pour assurer la prouection thermique du conduit de réchauffe tout en absorbant une ou plusieurs bandes de fréquences de spectre de bruit. On aborde maintenant la description dtune forme de réalisation préférentielle du dispositif de l'invention en se référant aux dessins annexés dont - la figure 1 est une vue partielle en perspective sectionnée et déchirée d'un conduit de réchauffe équipé d'un dispositif de protection thermique et d'absorption acoustique selon l'invention, - la figure 2 est une section longitudinale à échelle agrandie se lon la ligne a-a de la figure 1, - figure 3 est une section dans le m8me plan et à même échelle que la figure 2 d'un détail non montré par la figure 2 et disposé à la droite de celle-ci, On se réfère tout d'abord auxfigures 1 et 2. A l'intérieur de la virole externe 1 du conduit de réchauffe sont logées les viroles 2 dont l'extrémité amont est terminée par une bride en forme de couronne 22 constituée par un bord relevé et raccordée au corps de virole par un tronçon évasé 21 dimensionné pour que l'extrémité aval 23 de la virole placée en amont de la virole considérée puisse y coulisser librement. Chaque couronne 22 est saisie entre des segments circulaires périphériques 3 et 4 à section en cornière fixés par leurs ailes périphériques 31 et 41 à la virole 1 par des boulons il à écrous auto-freinés 12 et traversant la virole 1 par des trous ménagés dans des plats de renfort 13 soudés sur la virole 1. Les segments 3 et 4 sont disposés de telle sorte que les bords des ailes périphériques 31 et 41 sont orientés vers l'amont.Les ailes périphériques 31 des segments 3 sont plus larges que les ailes périphériques 41 des segments 4 si bien que les couronnes 22 peuvent etre insérées entre les ailes diamètrales 32 dessegments 3 en aval et les ailes diamètrales 42 des segments 4, en amont. En aval des ailes diamètrales 32 des segments 3 sont fixées par rivetage ou soudage des plaquettes 33 munies de doigts 34 qui traversent les ailes 32 ou 42 et les brides 22. Face aux doigts 34 et sur la face amont des brides 22, sont fixées par rivetage ou soudage des plaquettes 24 dans lesquelles sont ménagées des boutonnières 25. Les boutonnières 25 sont oblongues dans la direction radiale de telle sorte que les doigts 34 peuvent y coulisser pour répartir les décor mations diamètrales des couronnes 22. On voit que, longitudinalement, les viroles 2 sont fixées par les segments 3 et 4 tout en pouvant se dilater pas coulissement dans l'évasement 21 de la virole 2 située en aval, tandis que le guidage en diamètre et en rotation est assuré par les doigts 34 coopérant avec les boutonnières 25 et par les évasements 21; le libre jeu des dilatations diamètrales des couronnes 22 étant permis par coulissement des doigts 34. On remarque sur la figure 1 que les segments 3 alternent avec les segments 4 et que leurs coupes sont Jointives, ce qui fait que les volumes annulaires 7 délimités par la virole externe 1, les viroles internes 2 et les segments 3 et 4 sont relativement étanches. On a aussi représenté, (figure 3) une pièce annulaire 5, à section en U, fixée par son aile externe, de meme que les segments 3 et 4, par des boulons 11 accrochés à un plat de renfort 13 de la virole externe 1. Son rale est évidemment d'assurer le guidage de 1 extrémité aval de la virole interne 2 située à l'aval des autres viroles 2. La pièce 5 délimite un volume substantiellement clos 8. Les segments 3 comportent un plat interne 35 afin d'assurer un guidage approximatif de la virole 2 correspondante dans le cas où se produirait une défaillance ou une déformation relative exagérée des points de fixation constitués par les doigts 34 coopérant avec les boutonnières 25. Si l'on désire assigner au dispositif de l'invention, outre sa fonction de protection thermique, un rôle d'amortisseur de bruit, on peut ménager dans les viroles 2 des orifices 9 de communication avec l'espace de circulation des gaz de sortie délimité par la paroi interne desdites viroles Les volumes annulaires 7 et 8 sont ainsi transformés en enceintes acoustiques antirésonantes autrement dit en résonateurs de Helsholtz. il est possible, pour l'homme de l'art, même si le diamètre des viroles 2 est imposé, d'adapter la fréquence de résonance de chaque résonateur en jouant sur la longueur des viroles 2 et sur le nombre, la forme et les dimensions des orifices 9 pour absorber une ou plusieurs bandes de fréquence du spectre de bruit. Le montage du dispositif de l'invention s'effectue très simplement ce qui facilite non seulement les opérations en usine mais aussi la maintenance. On opère de l'aval vers l'amont. On commence par boulonner l'anneau 5 puis les segments 3 immédiatement en amont. On insère la virole 2 correspondante à sa place en la positionnant sur les doigts 34 puis on fixe les secteurs 4 adjacents Le montage se poursuit ainsi de proche en proche à la seule différence près que les viroles 2 suivantes sont insérées non pas dans un anneau 5 mais dans l'évasement 21 de chaque virole 2 disposée immédiatement en aval. REVBNDICAUIONS 1 - Dispositif de protection thermique d'un conduit de réchauffe des gaz éjectées par un turboréacteur à postcombustion, ledit dispositif comportant au moins une virole chaudronnée disposée à l'intérieur dudit conduit pour y ménager un espace annulaire de protection et étant caractérisé en ce que l'extre-' mité amont de la virole comporte une bride en forme de couronne et en ce qutil comporte en) outre, d'une part des segments circulaires à section de cornière dont l'une des ailes, dite aile périphérique, est fixée contre la paroi interne du conduit le bord de l'aile étant orienté vers l'amont du conduit, lesdits segments étant disposés et dimensionnés de telle sorte qu'ils obturent par leurs autres ailes, dites ailes diamètrales, la totalité de la section d'espace annulaire comprise entre la couronne et la paroi, Ies ailes diamètrales débordant sur la couronne, lesdits secteurs étant disposés en deux groupes dont les ailes diamètrales sont respectivement disposées de part et d'autre contre la bride pour la pincer tout en autorisant son glissement et d'autre part un support annulaire fixé par son pourtour à la paroi interne et enserrant 1' extré- mité aval de la virole tout en autorisant son glissement, la bride pouvant ainsi glisser entre les ailes diamètrales pour absorber les déformations différentielles diamètrales et l'extrémité aval de la virole pouvant glisser par rapport au support annulaire pour absorber les déformations différentielles longitudinales. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux viroles en succession et en ce que le support annulaire de l'ex- frémit aval de chaque virole, excepté celui de la virole extrême aval, est constitué par un évasement-du tronçon amont, porteur de bride, de la virole qui suit en aval. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce - que les ailes diamètrales des secteurs du groupe qui pincent les brides par l'aval portent des doigts et en ce que les brides portent des boutonnières dans lesquelles sont engagés les doigts lesdites boutonnières étant dimensionnées et orientées pour fixer les doigts en rotation autour de l'axe du conduit et pour autoriser un glissement radial des doigts. 4 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ailes radiales des segments qui pincent les brides par l'aval sont pourvues d'un bord relevé pour limiter le déport des viroles en cas de défaillance de doigts ou de boutonnières. 5 - Dispositif de protection thermique et d'absorption acoustique pour conduit de réchauffe de turboréacteur à postcombustion caractérisé en ce qu'il comporte à l'intérieur du conduit une paroi cylindrique coaxiale pour délimiter un. canal central d'éjection des gaz, en ce que l'espace annulaire compris entre le conduit et ladite paroi est divisé par des cloisons transversales pour délimiter des compartiments substantiellement étanches entre eux et en ce que, dans ladite paroi sont ménagés des orifices mettant au moins un compartiment et le canal central en communication, lesdits orifices étant, compte tenu de l'emplacement des dimensions dudit compartiment, déterminés en nombre, en position, en formes et en dimensions de telle sorte que ledit compartiment constitue une cavité acoustique absorbant au moins une partie du bruit dans au moins une bande de fréquences déterminées. 6 - Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte des dispositions selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.