Brevet FR3025017A1 — publié le 20160226

DISPOSITIF DE RACCORDEMENT COMPORTANT PLUSIEURS TUBES CONCENTRIQUES CINTRES DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un dispositif réalisant le raccordement d'un organe de turbomachine, tel qu'un injecteur d'une turbomachine d'aéronef, avec un système d'alimentation en carburant. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de raccordement comportant plusieurs tubes concentriques cintrés à l'identique. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une turbomachine d'aéronef comporte notamment un système d'alimentation en carburant comprenant un injecteur qui a pour but d'injecter une certaine quantité de carburant dans la chambre de combustion de la turbomachine. La quantité de carburant injectée dépend des conditions de fonctionnement de la turbomachine. Un injecteur, en particulier de type aéromécanique, comprend une première sortie, dite primaire, qui est utilisée lors d'une phase de démarrage de la turbomachine et une deuxième sortie, dite secondaire, qui est utilisée après le démarrage de la turbomachine, et par laquelle un débit de carburant important est fourni. Le système d'alimentation fourni plusieurs flux de carburant différents à l'injecteur. Chacun de ces différents flux est associé à et alimente une sortie de l'injecteur, c'est-à-dire un flux primaire alimentant la sortie primaire, et un flux secondaire alimentant la sortie secondaire. Un dispositif de raccordement est agencé entre l'injecteur et le système d'alimentation, pour conduire les différents flux de carburant au travers d'espaces réduits. 3025017 2 Du fait du faible espace disponible pour le cheminement des flux de carburant, le dispositif de raccordement comprend plusieurs tubes concentriques qui délimitent plusieurs conduits au travers desquels les flux de carburant circulent. De manière générale, un dispositif de raccordement comprend trois 5 tubes qui délimitent trois conduits concentriques. Un premier conduit central est associé au flux primaire, un deuxième conduit radialement intermédiaire est associé au flux secondaire et un troisième conduit radialement externe est associé à un flux de carburant réalisant une protection thermique des flux de carburants primaire et secondaire. Les tubes du dispositif de raccordement sont courbés, ou cintrés, pour 10 permettre d'accéder à l'emplacement de l'injecteur associé, en tenant compte des contraintes d'intégration sur la turbomachine. Selon un mode de fabrication conventionnel, les tubes sont cintrés simultanément. Pour cela, des ressorts hélicoïdaux sont installés entre les tubes, pour 15 maintenir les tubes à distance les uns des autres lors des opérations de cintrage. Cependant, il résulte de ces opérations de cintrage que l'épaisseur des tubes n'est pas constante sur toute leur longueur, des dispersions de fabrication ou bien des problèmes d'étanchéité. L'invention a pour but de proposer un dispositif de raccordement 20 permettant de résoudre ces problèmes. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention propose un dispositif de raccordement d'un organe de turbomachine tel qu'un injecteur, à un système d'alimentation en fluide tel que du carburant, le dispositif de raccordement comportant plusieurs tubes concentriques 25 délimitant des conduits d'alimentation de l'organe, qui sont cintrés selon au moins une direction, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce comportant au moins les tubes. 3025017 3 De préférence, le dispositif de raccordement comporte au moins une nervure radiale s'étendant entre deux tubes adjacents, qui s'étend le long de la courbe centrale des tubes sur toute la longueur desdits tubes adjacents. De préférence, chaque nervure est réalisée d'une seule pièce avec 5 lesdits tubes adjacents. De préférence, le dispositif de raccordement comporte trois tubes concentriques et deux ensembles de nervures les nervures d'un premier ensemble de nervures reliant la surface externe du tube radialement interne à la surface interne du tube radialement intermédiaire et les nervures du deuxième ensemble de nervures 10 reliant la surface externe du tube radialement intermédiaire à la surface interne du tube radialement externe. De préférence, des congés sont formés à chaque extrémité radiale de chaque nervure, au niveau du raccordement de ladite extrémité radiale de la nervure avec la paroi en vis-à-vis d'un tube, associé. 15 De préférence, le dispositif de raccordement comporte un corps de raccordement des tubes avec un système d'injection de fluide, et ledit corps est réalisé d'une seule pièce avec les tubes et les nervures. De préférence, le corps comporte une platine de fixation à la turbomachine et en ce que des congés sont formés au niveau du raccordement entre la 20 surface externe du tube radialement externe et chaque surface de la platine. De préférence, le dispositif de raccordement est réalisé par mise en oeuvre d'un procédé de fusion laser directe de métal. L'invention concerne aussi un circuit d'alimentation en fluide d'un organe de turbomachine tel qu'un injecteur de carburant pour une chambre de 25 combustion de turbomachine d'aéronef caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de raccordement selon l'invention. L'invention concerne aussi une turbomachine d'aéronef comportant au moins un organe raccordé à un système d'alimentation de l'organe en fluide par un dispositif de raccordement selon l'invention. 3025017 4 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux figures annexées parmi lesquelles : 5 - la figure 1 est une représentation schématique en perspective d'un circuit d'alimentation en carburant d'un injecteur comportant un dispositif de raccordement selon l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe radiale du dispositif de raccordement montrant les différents tubes et les nervures radiales ; et 10 - la figure 3 est une vue en coupe axiale du dispositif de raccordement montrant le corps du dispositif de raccordement avec les tubes. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS On a représenté à la figure 1 un circuit 10 d'alimentation en carburant d'un injecteur de carburant (non représenté) pour une chambre de combustion de 15 turbomachine d'aéronef. Cet injecteur est conçu pour pouvoir injecteur de manière sélective deux flux distincts de carburant. Ces flux de carburant sont un flux primaire, qui est injecté lors d'une phase de démarrage de la turbomachine et qui est peu important, et un flux secondaire plus important, qui est injecté lorsque la turbomachine est en 20 fonctionnement. Les spécificités de chacun des deux flux de carburant étant différentes, ces deux flux sont par conséquent séparés autant au niveau de la sortie de l'injecteur que dans tout le circuit d'alimentation 10. Le circuit d'alimentation 10 comporte aussi un système d'alimentation 25 12 qui répartit un flux unique de carburant en provenance d'une pompe haute pression, en plusieurs flux différents alimentant l'injecteur, et régule la pression et le débit de chacun de ces flux de carburant. Le système d'alimentation 12 est relié à l'injecteur par l'intermédiaire d'un dispositif de raccordement 14. 3025017 5 Ce dispositif de raccordement 14 comporte un corps 16 qui est relié au système d'alimentation 12 et une canalisation 18 s'étendant depuis le corps 16 jusqu'à l'injecteur. La canalisation 18 est conformée pour faire circuler les différents flux de 5 carburant en direction de l'injecteur. Pour cela, la canalisation 18 est divisée en plusieurs conduits d'alimentation concentriques 20, 22, 24, ici au nombre de trois comme on peut le voir plus en détails à la figure 2. La canalisation 18 comporte un premier conduit 20 radialement interne qui est associé au premier flux de carburant, un deuxième conduit 22 radialement 10 intermédiaire qui est associé au deuxième flux de carburant et un troisième conduit 24 radialement externe qui est associé à un flux de carburant stagnant agissant en tant qu'écran thermique. Ce carburant stagnant dans le troisième conduit 24 a pour but de protéger les deux autres flux de carburant de la chaleur, et ainsi d'éviter notamment des phénomènes de cokéfaction du carburant à l'intérieur de l'injecteur carburant. 15 La canalisation 18 est constituée de plusieurs tubes concentriques 26, 28, 30, au nombre de trois, qui délimitent les conduits 20, 22, 24. Le premier conduit 20 est ainsi délimité par le tube 26 radialement interne, le deuxième conduit 22 est délimité par le tube 26 radialement interne et le tube 28 intermédiaire et le troisième conduit 24 est délimité par le tube intermédiaire 28 et le tube radialement externe 30. 20 Les tubes 26, 28, 30 sont reliés au corps 16 du dispositif de raccordement 14. La canalisation 18 est cintrée, pour permettre l'intégration du dispositif de raccordement sur la turbomachine en tenant compte des autres composants de la turbomachine situés à proximité. Par conséquent les tubes concentriques 26, 28, 30 sont 25 cintrés eux aussi selon au moins une direction. La canalisation 18 comporte aussi des moyens pour maintenir les tubes 26, 28, 30 à distance les uns des autres, qui consistent en une pluralité de nervures radiales 32. 3025017 6 Chaque nervure 32 est cintrée de manière identique à la canalisation 18, c'est-à-dire qu'elle s'étend radialement et le long de la courbe centrale de la canalisation 18 et des tubes 26, 28, 30, sur toute la longueur des tubes 26, 28, 30. Les nervures 32 sont situées dans le deuxième conduit 22 et dans le 5 troisième conduit 24, formant ainsi deux ensembles de nervures, les nervures 32 du premier ensemble de nervures s'étendant dans le deuxième conduit 22, les nervures 32 du deuxième ensemble de nervures 32 s'étendant dans le troisième conduit 24. Ici, chaque ensemble de nervures comporte quatre nervures 32 réparties à 90 degrés. Il sera compris qu'un ensemble de nervures peut comporter un 10 nombre différent de nervures 32 sans s'éloigner de l'invention. Aussi, les nervures 32 des deux ensembles de nervures sont disposées autour de la courbe centrale de la canalisation 18 avec deux nervures 32 adjacentes alignées. Selon le mode de réalisation représenté aux figures, les nervures 32 sont 15 toutes de même épaisseur. Selon une variante de réalisation, certaines nervures 32 ont une épaisseur différente de l'épaisseur des autres nervures 32, pour modifier localement la résistance mécanique à la canalisation 18. Aussi, l'épaisseur d'une nervure peut varier le long de la courbe centrale de la canalisation 18. Chaque extrémité radiale de chaque nervure 32 comprend un surplus de 20 matière formant congé 34 au niveau de sa liaison avec la face associée d'un tube 26, 28, 30. Ces congés 34 ont pour but de supprimer les arêtes vives pouvant fragiliser localement la liaison entre une nervure et la paroi en vis-à-vis d'un tube 26, 28, 30. Le corps 16 du dispositif de raccordement 14 comprend une partie cylindrique 36 qui est destinée à recevoir une partie complémentaire du système 25 d'alimentation 12 et qui communique de manière séparée avec chacun des conduits 20, 22, 24. Le corps 16 comporte une platine de fixation 38 du dispositif de raccordement 14 sur la turbomachine. Cette platine de fixation 38 s'étend autour du tube 30 radialement externe et des congés 40 sont formés au niveau du raccordement entre la platine de fixation 38 et le tube externe 30. 3025017 7 De préférence, les tubes 26, 28, 30 sont tous réalisés en une seule pièce d'un même matériau. Selon un autre aspect du dispositif de raccordement 14, les nervures 32 sont réalisées en une pièce avec les tubes 26, 28, 30. 5 Selon encore un autre aspect du dispositif de raccordement 14, le corps 16 du dispositif de raccordement, est réalisé en une pièce avec les tubes 26, 28, 30 et les nervures 32. Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la totalité du dispositif de raccordement 14 est réalisé en une seule pièce. 10 Selon un mode de réalisation préféré, le dispositif de raccordement 14 est réalisé par la mise en oeuvre d'un procédé dit de fusion laser directe de métal. Un tel procédé consiste à répartir une couche uniforme de poudre métallique au moyen d'un dispositif de ré-enduction, puis à faire fondre cette couche à des emplacements donnés correspondant à une section du dispositif de raccordement dans une atmosphère inerte 15 très contrôlée. Ces opérations sont répétées plusieurs fois jusqu'à l'obtention du dispositif de raccordement 14. Une fois terminé, le dispositif de raccordement 14 est retiré du lit de poudre et soumis à un traitement thermique et à une finition. Ainsi, le dispositif de raccordement 14 ne subit aucune étape de mise en forme qui serait complexe à mettre en oeuvre et risquerait de le fragiliser localement. 20 Toutes les parties du dispositif de raccordement 14 sont réalisées dans un seul matériau qui est par exemple un alliage Cobalt Chrome Molybdène ou un alliage connu sous la dénomination Inconel 718. Un tel mode de réalisation du dispositif de raccordement 14 présente l'avantage supplémentaire qu'aucun moyen d'étanchéité n'est nécessaire entre les 25 différents tubes 26, 28, 30 et le corps 16 du dispositif de raccordement, réduisant ainsi les risques de fuites de carburant ou de mise en communication accidentelle de deux conduits 20, 22, 24. Aussi, la solidité du dispositif de raccordement 14 est améliorée puisqu'il est possible d'adapter l'épaisseur d'un tube 26, 28, 30 ou d'une nervure 32 en 30 fonction des contraintes qu'il/elle subit. REVENDICATIONS1. Dispositif de raccordement (14) d'un organe de turbomachine tel qu'un injecteur, à un système d'alimentation en fluide tel que du carburant, le dispositif de raccordement (14) comportant plusieurs tubes (26, 28, 30) concentriques délimitant des conduits (20, 22, 24) d'alimentation de l'organe, qui sont cintrés selon au moins une direction, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce comportant au moins les tubes (26, 28, 30). 2. Dispositif de raccordement (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une nervure (32) radiale s'étendant entre deux tubes (26, 28, 30) adjacents, qui s'étend le long de la courbe centrale des tubes (26, 28, 30) sur toute la longueur desdits tubes (26, 28, 30) adjacents. 3. Dispositif de raccordement (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque nervure (32) est réalisée d'une seule pièce avec lesdits tubes (26, 28, 30) adjacents. 4. Dispositif de raccordement (14) selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que il comporte trois tubes (26, 28, 30) concentriques et deux ensembles de nervures (32), les nervures (32) d'un premier ensemble de nervures (32) reliant la surface externe du tube radialement interne (26) à la surface interne du tube radialement intermédiaire (28) et les nervures (32) du deuxième ensemble de nervures (32) reliant la surface externe du tube radialement intermédiaire (28) à la surface interne du tube radialement externe (30). 3025017 9 5. Dispositif de raccordement (14) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que des congés (34) sont formés à chaque extrémité radiale de chaque nervure (32), au niveau du raccordement de ladite extrémité radiale de la nervure (32) avec la paroi en vis-à-vis d'un tube (26, 28, 30) associé. 5 6. Dispositif de raccordement (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que il comporte un corps (16) de raccordement des tubes (26, 28, 30) avec un système d'injection de fluide, et en ce que ledit corps (16) est réalisé d'une seule pièce avec les tubes (26, 28, 30) et les nervures 10 (32). 7. Dispositif de raccordement (14) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le corps (16) comporte une platine (38) de fixation à la turbomachine et en ce que des congés (40) sont formés au niveau du raccordement entre 15 la surface externe du tube radialement externe (30) et chaque surface de la platine (38). 8. Dispositif de raccordement (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé par mise en oeuvre d'un procédé de fusion laser directe de métal. 20 9. Circuit d'alimentation (10) en fluide d'un organe de turbomachine tel qu'un injecteur de carburant pour une chambre de combustion de turbomachine d'aéronef caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de raccordement (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes. 25 10. Turbomachine d'aéronef comportant au moins un organe raccordé à un système d'alimentation de l'organe en fluide par un dispositif de raccordement (14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.