Brevet FR3009041A1 — publié le 20150130

Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à un système de fixation de panneau et en particulier, mais non exclusivement, à un système de fixation de panneau pour un conduit de gaz d'échappement. Arrière-plan de l'invention Dans des systèmes de propulsion d'aéronef, des panneaux de revêtement sont utilisés pour isoler le courant de gaz chaud des carters et former un chemin guidé pour l'écoulement d'air de refroidissement. Le revêtement est supporté et maintenu en position par des supports désignés dans le présent document par éléments de suspension. Les éléments de suspension couvrent l'espace entre le revêtement et le boîtier. L'air dans cet espace est utilisé pour fournir l'air de refroidissement afin de refroidir le panneau de revêtement. L'air de refroidissement dans le passage de refroidissement est à une pression statique plus élevée que celle des courants centraux principaux (à l'intérieur du panneau de revêtement) de sorte que l'air de refroidissement s'écoule du côté air de refroidissement vers le côté courant central. Dans des systèmes de propulsion d'aéronef, des panneaux de revêtement sont généralement de forme tubulaire et la pression du gaz est contenue par contrainte circonférentielle dans l'enveloppe du panneau de revêtement. Des éléments de suspension placent alors simplement le tube et portent le poids du tube. Dans certaines applications, le panneau de revêtement peut ne pas être tubulaire, mais peut être plat ou peut passer d'une forme ronde à un polygone. Des revêtements ayant ces formes ne résistent cependant pas à la pression du courant de gaz en générant une contrainte circonférentielle dans le revêtement comme le fait une section tubulaire. La pression doit être amenée à réagir à travers des éléments de suspension qui peuvent transmettre la charge aux carters. Le conduit d'échappement pour une turbine à gaz est par convention un conduit circulaire qui est raccordé à la sortie d'un étage de la turbine à gaz. L'utilisation d'un conduit circulaire est pratique puisqu'il peut être facilement raccordé à la sortie de la turbine à gaz. De plus, la dilatation thermique du conduit d'échappement qui résulte de la chaleur de l'écoulement de gaz d'échappement peut être facilement adaptée par la croissance radiale du conduit d'échappement. Cependant, dans de nombreuses installations de turbine à gaz, il est souhaitable que la partie de sortie du conduit d'échappement soit non-circulaire, car ceci peut rendre l'installation mécanique du conduit d'échappement dans sa structure de support plus facile et plus pratique. En particulier, il est avantageux que le conduit d'échappement soit rectiligne en coupe transversale, afin de faciliter le montage du conduit d'échappement à l'intérieur de sa structure environnante. En raison de la nécessité de s'adapter à des changements dimensionnels dans le conduit d'échappement qui résultent des gaz d'échappement chauds passant à travers le conduit d'échappement, il est connu de fournir un agencement de montage de conduit qui s'adapte de façon indépendante à la fois à une croissance axiale et latérale du conduit d'échappement résultant de la dilatation thermique du conduit. De tels agencements de montage sont requis pour s'adapter à un déplacement du conduit à la fois axialement et latéralement et peuvent être compliqués mécaniquement. Énoncé de l'invention Selon un premier aspect de la présente invention, un système de fixation de panneau est prévu, qui comprend : un panneau ; un carter ; et une pluralité d'éléments de suspension, chaque élément de suspension étant sous la forme d'une bande allongée ayant une seule ondulation, chaque élément de suspension ayant une partie centrale, une première partie d'extrémité et une deuxième partie d'extrémité opposée, dans lequel la pluralité d'éléments de suspension sont positionnés dans un alignement dans le sens de la longueur, avec la première partie d'extrémité de chaque élément de suspension étant fixée à la deuxième partie d'extrémité d'un élément de suspension adjacent, les première et deuxième parties d'extrémité fixées étant attachées au carter, et la partie centrale de chaque élément de suspension étant attachée au panneau, de manière à attacher le panneau dans une position prédéterminée par rapport au carter. L'utilisation d'un élément de suspension allongé et ondulé permet au panneau d'être positionné solidement par rapport au carter, tout en fournissant peu de restriction à l'écoulement de gaz dans l'espace entre le panneau et le carter. Ceci rend le système de fixation de panneau de l'invention simple et pratique à utiliser. Les éléments de suspension peuvent être simplement fabriqués à partir d'une réserve de matériau en bande plate qui permet de produire le système de fixation de panneau facilement et à faible coût. Ceci rend le système avantageux pour un utilisateur. Optionnellement, la partie centrale comprend une première extrémité et une deuxième extrémité, et chacune des première et deuxième parties d'extrémité sont raccordées aux extrémités respectives parmi la première extrémité et la deuxième extrémité par des première et deuxième parties inclinées correspondantes. Les éléments de suspension sont sous la forme de sections en chapeau haut de forme et sont fixés successivement à des éléments de suspension adjacents pour former le système de fixation. Ceci permet au système d'accueillir des panneaux de différentes dimensions tout en nécessitant une seule conception d'élément de suspension. Ceci rend le système de fixation simple et rentable à produire. Optionnellement, le système de fixation de panneau comprend en outre une pluralité de rangées d'éléments de suspension. Plusieurs rangées d'éléments de suspension peuvent être utilisées sur une largeur d'un panneau. Ceci permet au système de fixation de l'invention d'être utilisé avec des panneaux ayant une largeur variable de manière à rendre le système pratique pour un utilisateur. Optionnellement, la première partie d'extrémité d'un élément de suspension chevauche la deuxième partie d'extrémité de l'élément de suspension adjacent et est fixée à celle-ci par un élément de fixation amovible. L'utilisation d'un élément de fixation amovible rend le montage et le démontage du système de fixation plus simple et plus pratique pour un utilisateur. Optionnellement, la première partie d'extrémité d'un élément de 35 suspension chevauche la deuxième partie d'extrémité de l'élément de suspension adjacent et est fixée à celle-ci par un élément de fixation fileté. Optionnellement, la partie centrale est attachée au panneau par une plaque intermédiaire, la plaque intermédiaire étant attachée au panneau et s'étendant perpendiculairement à la partie centrale et à travers celle-ci pour contraindre ainsi la partie centrale entre la plaque intermédiaire et le panneau. La plaque intermédiaire prend la forme d'une sangle courte qui s'étend sur la partie centrale et serre la partie centrale contre la surface intérieure du panneau. Optionnellement, la partie centrale est contrainte perpendiculairement au plan de la bande. En contraignant la partie centrale de l'élément de suspension dans un plan perpendiculaire au plan de la bande à partir duquel l'élément de suspension est formé, la position du panneau par rapport au carter peut être commandée, tout en permettant un déplacement du panneau par rapport au carter dans le plan de la bande. Ceci est important car ceci permet d'adapter des changements dimensionnels dans le panneau résultants de la dilatation thermique du panneau tout en maintenant la position de l'élément de suspension par rapport au carter. En d'autres termes, le déplacement dans le plan du panneau est adapté par le système de fixation de panneau alors que le déplacement à travers le plan est empêché. Ceci permet au système de fixation de panneau de l'invention d'être utilisé dans des situations où le panneau subit une dilatation thermique importante, par exemple lorsque le panneau est un revêtement à l'intérieur d'un conduit d'échappement dans une turbine à gaz. Optionnellement, la plaque intermédiaire est fixée au carter par au moins un élément de fixation amovible. L'utilisation d'un élément de fixation donne la possibilité de retirer le panneau du système de fixation de panneau pour un entretien ou une réparation. Optionnellement, le système de fixation de panneau comprend en outre une pluralité de rangées d'éléments de suspension disposés sur une surface du carter. D'autres aspects de l'invention fournissent des dispositifs, des procédés et des systèmes qui comportent et/ou mettent en oeuvre certaines ou la totalité des actions décrites ici. Les aspects illustratifs de l'invention sont conçus pour résoudre un ou plusieurs des problèmes décrits ici et/ou un ou plusieurs autres problèmes non discutés. Brève description des dessins Ce qui suit est une description d'un mode de réalisation de l'invention, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La Figure 1 montre une vue schématique en perspective d'un système de fixation de panneau selon la présente invention ; La Figure 2 montre une vue latérale partielle de la fixation de la partie centrale de la Figure 1 ; et La Figure 3 montre une vue partielle en plan de la fixation de la partie centrale de la Figure 1. Il convient de noter que les dessins ne sont pas nécessairement à l'échelle. Les dessins ont pour but de représenter seulement les aspects typiques de l'invention, et ne doivent donc pas être considérés comme limitant l'étendue de l'invention. Dans les dessins, les mêmes numéros représentent les mêmes éléments entre les dessins. Description détaillée En se référant aux Figures 1 à 3, un système de fixation de panneau selon un mode de réalisation de l'invention est désigné généralement par le 2 0 numéro de référence 100. Le système de fixation de panneau 100 comprend un panneau 110, un carter 120 et une pluralité d'éléments de suspension 130. Dans le présent mode de réalisation, le panneau 110 est le panneau de revêtement 110 à l'intérieur d'un carter de système d'échappement 120 pour une turbine à gaz 25 (non représentée) pour un aéronef. Dans ce mode de réalisation, un écoulement de gaz de refroidissement 104 passe entre le panneau 110 et le carter 120. Cet écoulement de gaz 104 est destiné à refroidir le panneau 110 qui est exposé à un écoulement de gaz d'échappement (non représenté). Dans le présent mode de réalisation, le panneau 110 est pourvu de 3 0 perforations 112. Les perforations 112 s'étendent seulement sur une partie de la surface du panneau 110. Chacun de la pluralité d'éléments de suspension 130 est sous la forme d'une bande allongée ayant une seule ondulation 134. Chaque élément de suspension 130 possède une partie centrale 140, une première partie 35 d'extrémité 150 et une deuxième partie d'extrémité opposée 160. La partie centrale 140 elle-même possède une première extrémité 142 et une deuxième extrémité 144. La première extrémité 142 de la partie centrale 140 est raccordée à la première partie d'extrémité 150 par une première partie inclinée 154. De même, la deuxième extrémité 144 de la partie centrale 140 est raccordée à la deuxième partie d'extrémité 160 par une deuxième partie inclinée 164. Dans ce mode de réalisation l'élément de suspension 130 est sous la forme d'une bande plate ayant une seule ondulation. En d'autres termes, chaque élément de suspension 130 possède un profil en coupe «chapeau haut de forme» dans lequel la partie centrale 140 et des première et deuxième parties d'extrémité sont planes et sensiblement parallèles entre elles. Les éléments de suspension 130 sont orientés de telle sorte qu'un axe longitudinal 136 de l'élément de suspension 130 soit sensiblement perpendiculaire à la direction d'écoulement de gaz 104 entre le panneau 110 et le carter 120. De cette façon, l'élément de suspension 130 présente le minimum de perturbation d'écoulement à l'écoulement de gaz 104 qui à son tour améliore l'efficacité de refroidissement de l'écoulement de gaz 104. Dans le présent mode de réalisation, chacun des éléments de suspension 130 est formé à partir d'un matériau en bande en alliage de titane. Cependant, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, les éléments de suspension 130 peuvent être formés à partir d'un autre métal ou alliage métallique. En variante, les éléments de suspension 130 peuvent être formés à partir d'un matériau composite renforcé par des fibres qui a été moulé au profil ondulé. La pluralité d'éléments de suspension 130 sont agencés dans un agencement dans le sens de la longueur avec les axes longitudinaux des éléments de suspension adjacents 130 étant alignés les uns avec les autres. La première partie d'extrémité 150 d'un élément de suspension 130 est fixée à la deuxième partie d'extrémité 160 d'un élément de suspension adjacent 130. Les première et deuxième parties d'extrémité fixées 150, 160 des éléments de suspension adjacents 130 sont ensuite fixées au carter 120. Dans cet agencement, les première et deuxième parties d'extrémité 150,160 sont fixées l'une à l'autre au moyen d'un élément de fixation fileté 170 tel qu'un boulon. Dans d'autres agencements les première et deuxième parties d'extrémité 150, 160 peuvent être fixées l'une à l'autre par un rivet (non représenté) ou un autre élément de fixation mécanique. Dans le mode de réalisation montré dans la Figure 1, le panneau 110 est attaché au carter 120 par deux rangées d'éléments de suspension 130. Dans d'autres agencements, il peut y avoir une seule rangée d'éléments de suspension 130. En variante, il peut y avoir trois ou plusieurs rangées d'éléments de suspension 130 attachant le panneau 110 au carter 120. La partie centrale 140 de chaque élément de suspension 130 est attachée au panneau 110 avec une plaque intermédiaire 180. La plaque intermédiaire 180 est sous la forme d'une sangle courte qui s'étend sur la partie centrale 140 et est fixée au niveau de chaque extrémité au panneau 110. Comme le montrent les Figures 2 et 3, la plaque intermédiaire 180 est fixée au niveau de chaque extrémité au panneau 110 par un élément de fixation amovible 190 avec une rondelle correspondante 192. Dans cet agencement, l'élément de fixation amovible est un boulon fileté. Dans d'autres agencements, l'élément de fixation amovible 190 peut être un rivet ou un autre moyen de fixation mécanique. De cette manière, la partie centrale 140 de l'élément de suspension 130 est emprisonnée entre la plaque intermédiaire 180 et le panneau 110. Un espace 182 est prévu sur chaque côté de la partie centrale 140 proximal à chacun des éléments de fixation amovibles 190. Cet espace 182 assure le déplacement dans le plan du panneau 110 résultant de la dilatation thermique du panneau 110 provoquée par l'énergie thermique transférée au panneau 110 à partir du gaz d'échappement (non représenté). De cette manière, une croissance thermique latérale 184 et une croissance thermique longitudinale 186 du panneau 110 sont adaptées par le système de fixation de panneau 100 de l'invention tout en maintenant le panneau 110 dans une distance d'espacement prédéterminée par rapport au carter 120. Le système de fixation de panneau 100 de l'invention est montré en tant qu'attachement d'un panneau plan 110 à un carter 120. Cependant, le système de fixation de panneau 100 peut également être appliqué au montage d'un panneau 110 ayant un profil de surface incurvé sur un carter respectif 120. La description précédente des divers aspects de l'invention a été présentée à des fins d'illustration et de description. Elle n'est pas destinée à être exhaustive ou à limiter l'invention à la forme précise divulguée, et évidemment, de nombreuses modifications et variations sont possibles. De telles modifications et variations qui peuvent être apparentes à un homme du métier sont incluses dans l'étendue de l'invention telle que définie par les revendications annexées. 10 15 20 25 REVENDICATIONS1. Système de fixation de panneau comprenant : un panneau (110) ; un carter (120); et une pluralité d'éléments de suspension(130), chaque élément de suspension(130) étant sous la forme d'une bande allongée ayant une seule ondulation, chaque élément de suspension(130) ayant une partie centrale, une première partie d'extrémité et une deuxième partie d'extrémité opposée, dans lequel la pluralité d'éléments de suspension(130) sont positionnés dans un alignement dans le sens de la longueur, avec la première partie d'extrémité de chaque élément de suspension étant fixée à la deuxième partie d'extrémité d'un élément de suspension adjacent, les première et deuxième parties d'extrémité fixées étant attachées au carter(120), et la partie centrale de chaque élément de suspension(130) étant attachée au panneau, pour attacher ainsi le panneau dans une position prédéterminée par rapport au carter. 2. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans la revendication 1, dans lequel la partie centrale comprend une première extrémité et une deuxième extrémité, et chacune des première et deuxième parties d'extrémité sont raccordées aux extrémités respectives parmi la première extrémité et la deuxième extrémité par des première et deuxième parties inclinées correspondantes. 3. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans la revendication 1 ou 2, comprenant en outre une pluralité de rangées d'éléments de suspension(130). 4. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première partie d'extrémité d'un élément de suspension(130) chevauche la deuxième partie d'extrémité de l'élément de suspension(130) adjacent et est fixée à celle-ci par un élément de fixation amovible. 5. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la première partie d'extrémité d'un élément de suspension(130) chevauche la deuxième partie d'extrémité de l'élément de suspension(130) adjacent et est fixée à celle-ci par un élément de fixation fileté.35 6. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel la partie centrale est attachée au panneau(110) par une plaque intermédiaire(180), la plaque intermédiaire(180) étant attachée au panneau(110) et s'étendant perpendiculairement à la partie centrale et sur celle-ci pour contraindre ainsi la partie centrale entre la plaque intermédiaire et le panneau(110). 7. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans la revendication 6, dans lequel la partie centrale est contrainte perpendiculairement au plan de la bande. 8. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans la revendication 6 ou 7, dans lequel la plaque intermédiaire(180) est fixée au carter par au moins un élément de fixation amovible. 9. Système de fixation de panneau tel que revendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant une pluralité de rangées d'éléments de suspension(130) disposés sur une surface du carter. 25 30 35