Brevet FR2933153A1 — publié le 20100101

B09-1697FR Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Support de montage d'une pièce de transition et procédé associé Invention de : MELTON Patrick KIDDER Kyle Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 25 juin 2008 sous le n° 12/213.828 Support de montage d'une pièce de transition et procédé associé Cette demande concerne de façon générale la technologie des chambres de combustion de turbines à gaz et de façon plus spécifique, un agencement de montage pour l'extrémité avant d'une pièce (ou conduite) de transition transportant des gaz chauds depuis une chambre de combustion jusqu'au premier étage de la turbine. Le support de montage avant d'une pièce de transition est un composant du système de combustion d'une turbine qui supporte une conduite de transition (appelée couramment � pièce de transition �), s'étendant entre une garniture ou corps de chambre de combustion et un premier étage de la turbine dans une configuration de combustion de turbine à gaz tubo-annulaire. I1 est généralement nécessaire de remplacer le support de montage après qu'un nombre d'heures de fonctionnement spécifié (par exemple, 8 000 heures) s'est écoulé, car les fortes contraintes et l'usure importante dans cette zone peuvent provoquer une défaillance de la turbine. I1 existe toutefois des cas où il est souhaitable d'augmenter la durée de vie d'utilisation sans augmentation de coût significative. Cette invention fournit un support de montage d'une pièce de transition avant en deux éléments dans lequel un élément de l'assemblage de support peut être utilisé pendant un intervalle de cycle de vie plus court mais lorsqu'on souhaite prolonger la durée de vie d'utilisation, on peut ajouter le deuxième élément du support. En d'autres termes, l'assemblage de support de montage comprend deux composants discrets, l'un d'entre eux étant utilisable seul pour atteindre une durée de vie utile spécifiée et les deux composants étant utilisables en combinaison pour atteindre une durée de vie utile significativement plus grande. Ainsi, selon un aspect, la présente invention concerne un assemblage de support de montage comprenant : un premier composant de support possédant une première paire de pattes de fixation espacées latéralement ; un deuxième composant de support possédant une deuxième paire de pattes de fixation espacées latéralement ; dans lequel les premier et deuxième composants de support peuvent venir en prise l'un avec l'autre de sorte que des paires respectives parmi chacune des première et deuxième paires de pattes de fixation se trouvent disposées de manière adjacente l'une à l'autre et sont adaptées à venir en prise avec des paires correspondantes de cavités dans un composant de machine. Selon un autre aspect, l'invention concerne un composant de support de montage pour fixer un composant de machine à un autre composant de machine, le composant de support de montage comprenant une première partie de base avec une première paire de bras s'étendant vers le haut et vers l'extérieur depuis la première partie de base, les bras ayant des bords tournés vers l'intérieur formant un premier ensemble de pattes de fixation pouvant être reçues dans des cavités formées dans l'autre composant de machine, et la première partie de base possédant une première bride de montage se projetant axialement depuis un côté de la première partie de base. Dans encore un autre aspect, l'invention concerne un procédé de fixation d'une pièce de transition au corps d'une chambre de combustion sans soudage comprenant : la fourniture d'un premier composant de support de montage pour fixer la pièce de transition au corps de la chambre de combustion d'une turbine, le premier support de montage étant muni d'un premier ensemble de pattes de fixation ; la fourniture d'un deuxième composant de support de montage utilisable avec le premier composant de support, le deuxième composant de support de montage étant muni d'un deuxième ensemble de pattes de fixation ; et faisant venir en prise par glissement la pièce de transition avec les premier et deuxième composants de support de montage, de sorte que les première et deuxième paires de pattes de fixation sont reçues dans des cavités correspondantes alignées axialement prévues sur la pièce de transition, de façon à permettre à la pièce de transition de croître thermiquement par rapport aux premier et deuxième composants de support de montage. L'invention va maintenant être décrite plus en détail en relation avec les dessins identifiés ci-dessous. La figure 1 est une vue en perspective d'une mise en oeuvre non limitative d'un assemblage de support de montage de pièce de transition en deux éléments selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en perspective de l'un des deux composants représentés sur la figure 1 ; - la figure 3 est une vue en perspective de l'autre des deux composants représentés sur la figure 1 ; - la figure 4 est une vue plane de l'assemblage de support de montage en deux éléments représenté sur la figure 1 ; - la figure 5 est une élévation de face de l'assemblage représenté sur la figure 4 ; et - la figure 6 est une vue en perspective partielle de l'assemblage de support de montage en deux éléments de la figure 1 supportant l'extrémité avant d'une pièce de transition. En référence initialement aux figures 1 à 3, l'assemblage de support de montage en deux éléments 10 selon un exemple de mode de réalisation non limitatif comporte un premier composant de support globalement en forme de U 12 et un deuxième composant de support globalement en forme de U 14. Bien que les deux composants soient décrits au sens large comme étant globalement en forme de U, on comprendra d'après les dessins et la description détaillée ci-dessous que les formes des composants 12 et 14 sont significativement différentes. Néanmoins, les formes des composants 12 et 14 peuvent varier à l'intérieur de la portée de l'invention. Des formes spécifiques peuvent être imposées par exemple par les emplacements des surfaces de montage de support telles qu'on les trouve sur les plates-formes de montage 34, 48 décrites ci-dessous, en relation avec les emplacements des blocs en H associés sur la pièce de transition (voir les blocs en H 62 sur la pièce de transition 54 sur la figure 6), en tenant compte d'un espace adéquat pour accéder aux composants voisins. Le premier composant de support 12 comporte une base sensiblement plate 16 et une paire de bras s'étendant vers le haut et vers l'extérieur 18 et 20, s'étendant depuis les extrémités opposées de la base 16. Le bras 18 comporte une première partie inclinée 22 et une deuxième partie inclinée 24, la partie 24 s'étendant d'un angle relativement moins profond par rapport à la base 16 que la première partie inclinée 22. Une patte de fixation s'étendant axialement 26 se trouve à l'extrémité distante du bras 18. De façon similaire, le bras 20 comporte une première partie inclinée 28 et une deuxième partie inclinée 30, ainsi qu'une patte de fixation s'étendant axialement 32 à son extrémité distante. On comprendra ainsi que les bras 18 et 20 sont sensiblement des images dans un miroir l'un de l'autre et les pattes de fixation 26 et 32 constituent collectivement un premier ensemble de pattes de fixation. La partie de base 16 est également munie d'une bride se projetant axialement ou plate-forme support 34 munie de trous de montage 36, 38. La bride ou plate-forme 34 est en retrait par rapport à la surface inférieure de la base 16 mais sensiblement au même niveau que sa surface supérieure. Le deuxième composant de support de montage 14 comporte une base relativement plate 40 et une paire de bras incurvés symétriques 41, 42 s'étendant vers l'extérieur et vers le haut depuis les extrémités opposées de la base. Les bras 41, 42 sont disposées latéralement vers l'extérieur des bras 18, 20 et les extrémités extérieures ou distantes des bras 41, 42 sont respectivement munies de bord se projetant vers l'intérieur constituant un deuxième ensemble de pattes de fixation 44, 46. Dans la base 40 se trouve une bride ou plate-forme de montage 48 qui est en retrait par rapport à la surface supérieure de la base 40, mais au même niveau que la surface inférieure de la base. La bride ou plate-forme 48 est munie de trous de montage 50, 52. En référence spécifique à la figure 1, la configuration de bride de montage ou plate-forme décalée permet à la bride ou plate-forme 34 de recouvrir la bride ou plate-forme en retrait 48, les trous de montage 36, 38 étant respectivement alignés avec les trous de montage 50, 52. De plus, lorsqu'elles sont entièrement engagées, les plates-formes en retrait en opposition 34 et 48 servent à aligner et à fixer un composant par rapport à l'autre tout en maintenant un profil mince en ce que les parties de base 16 et 40 sont sensiblement coplanaires avec les surfaces d'engagement d'accouplement, c'est-à-dire que la surface supérieure de la plate-forme 48 et la surface inférieure de la plate-forme 34 sont en prise. Comme on le voit mieux sur les figures 4 et 5, avec les composants du support de montage 12 et 14 assemblés comme représenté sur la figure 1, le premier ensemble de pattes de fixation s'étendant axialement 26, 32 sur le premier composant de support 12 s'étendent parallèlement et de manière adjacente au deuxième ensemble de pattes de fixation 44, 46 sur le deuxième composant de support 14. En référence maintenant à la figure 6, on peut voir que l'assemblage de support de montage est fixé sur le corps de la chambre de combustion 53 et l'extrémité avant de la pièce de transition 54 est munie d'une paire de brides de montage 56, 58 comportant chacune une toile support 60 soudée sur les côtés de la pièce de transition, chaque toile support portant un bloc en H 62 traversant les cavités 64, 66. Les cavités 64, 66 d'un bloc en H sont adaptées à recevoir les pattes de fixation 24, 44 tandis que des cavités similaires dans l'autre bloc en H sont adaptées à recevoir les pattes de fixation 32, 46. Les blocs en H étant en prise de façon coulissante avec les pattes de fixation comme décrit ci-dessus, la pièce de transition est fixée radialement et circonférentiellement mais elle a la possibilité de croître thermiquement dans la direction axiale. L'élimination des soudures confère de meilleures aptitudes vis-à-vis de l'usure entre les blocs en H et les composants de l'assemblage de support. Comme indiqué précédemment, on peut utiliser l'assemblage de support de montage en deux éléments comme décrit ci-dessus lorsqu'on souhaite une durée de vie prolongée de 24K heures. Toutefois, dans le cas où une durée de vie d'utilisation de 8K heures est acceptable, on peut utiliser le composant de support 14 seul, les pattes de fixation 44, 46 étant situées dans les cavités radialement externes 66 des blocs en H. L'assemblage de support de montage 10 procure ainsi un degré de souplesse précédemment inconnu dans le support de pièces de transition. De plus, l'élimination des étapes de soudage actuelles entraîne un coût inférieur et une durée de vie plus longue car les soudures sont souvent une source d'initialisation de fissures. On comprendra également que le concept à deux composants de l'assemblage de bloc de montage décrit peut être utilisé avec d'autres composants de machine où les problèmes de durée de vie utile et de dilatation thermique subsistent. REVENDICATIONS1. Assemblage de support de montage (10) comprenant : un premier composant de support (12) possédant une première paire de pattes de fixation espacées latéralement (26, 32) ; un deuxième composant de support (14) possédant une deuxième paire de pattes de fixation espacées latéralement (44, 46) ; dans lequel lesdits premier et deuxième composants de support (12, 14) peuvent venir en prise l'un avec l'autre de sorte que des paires respectives parmi chacune desdites première et deuxième paires de pattes de fixation (26, 32, 44, 46) se trouvent disposées de manière adjacente l'une à l'autre et sont adaptées à venir en prise avec des paires correspondantes de cavités (64, 66) dans un composant de machine (54). 2. Assemblage de support de montage selon la revendication 1, dans lequel ledit premier composant de support (12) comporte une première base (16) et une première paire de bras (18, 20) s'étendant vers le haut et vers l'extérieur depuis les extrémités opposées de ladite première base ; et ledit deuxième composant de support (14) comporte une deuxième base (40) et une deuxième paire de bras (41, 42) s'étendant vers le haut et vers l'extérieur depuis les extrémités opposées de ladite deuxième base. 3. Assemblage de support de montage selon la revendication 2, dans lequel ladite deuxième paire de bras (41, 42) est disposée latéralement vers l'extérieur de ladite première paire de bras (18, 20). 4. Assemblage de support de montage selon la revendication 2, dans lequel ladite première paire de bras (18, 20) comporte des extrémités distantes qui sont munies dudit premier ensemble de pattes de fixation (26, 32) s'étendant dans une direction axiale. 5. Assemblage de support de montage selon la revendication 4, dans lequel ladite deuxième paire de bras (41, 42) comporte des extrémités distantes qui sont respectivement tournées vers l'intérieurvers ladite première paire de bras, de façon à former ledit deuxième ensemble de pattes de fixation (44, 46). 6. Assemblage de support de montage selon la revendication 2, dans lequel lesdits premier et deuxième composants de support (12, 14) peuvent venir en prise au moyen d'une surface d'engagement d'accouplement sur ladite première base formée par une première bride se projetant axialement (34) superposée à une surface d'engagement d'accouplement (48) de la deuxième base. 7. Assemblage de support de montage selon la revendication 6, dans lequel lesdites surfaces d'engagement d'accouplement (34, 38) sont munies de trous respectivement alignés (36, 38) et (50, 52) pour fixer l'assemblage de support de montage au composant de machine. 8. Assemblage de support de montage selon la revendication 2, dans lequel chacune desdites première paires de bras (18, 20) comporte des parties d'extrémité extérieures (24, 30) qui sont inclinées par rapport à ses parties restantes. 9. Assemblage de support de montage selon la revendication 6, dans lequel la surface d'engagement d'accouplement de ladite deuxième base (40) comprend une deuxième bride se projetant axialement (48). 10. Procédé de fixation d'une pièce de transition (54) au corps d'une chambre de combustion (53) sans soudage comprenant : la fourniture d'un premier composant de support de montage (12) pour fixer la pièce de transition (54) au corps de la chambre de combustion d'une turbine (53), ledit premier support de montage (12) étant muni d'un premier ensemble de pattes de fixation (26, 32) ; la fourniture d'un deuxième composant de support de montage (14) utilisable avec ledit premier composant de support (12), ledit deuxième composant de support de montage (14) étant muni d'un deuxième ensemble de pattes de fixation (44, 46) ; et faisant venir en prise par glissement ladite pièce de transition (54) avec lesdits premier et deuxième composants de support de montage (12, 14), de sorte que les première et deuxième paires de pattes de fixation (26, 32) et (44, 46) sont reçues dans des cavitéscorrespondantes alignées axialement (64, 66) prévues sur ladite pièce de transition (54), de façon à permettre à la pièce de transition (54) de croître thermiquement par rapport auxdits premier et deuxième composants de support de montage (12, 14).