Brevet FR3107717A1 — publié le 20210903

L’invention concerne un tube de dégazage (1) s’étendant selon un axe (X) et destiné à être monté à l’intérieur d’un arbre (2) d’une turbomachine, le tube de dégazage (1) comportant au moins une partie de centrage (4) apte à venir en appui sur une paroi radialement interne (7) de l’arbre (2), caractérisé en ce que ledit tube (1) comporte au moins une fente (9) s’étendant axialement au niveau de la partie de centrage (4), le tube de dégazage (1) comportant des premiers moyens d’étanchéité (10) souples aptes à obturer de façon étanche ladite fente (9). Figure à publier avec l’abrégé: figure 3 Tube de dégazage pour une turbomachine Domaine technique de l’invention L’invention concerne un tube de dégazage destiné à être monté dans un arbre d’une turbomachine. Etat de la technique antérieure Une turbomachine comporte classiquement, d'amont en aval par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression, une turbine basse pression, et une tuyère d'échappement. La turbine basse pression comporte plusieurs roues aubagées montés sur un arbre du rotor, appelé arbre basse-pression ou arbre de turbine basse pression, cet arbre étant creux et s'étendant vers l'amont jusqu'à la soufflante, la rotation de l'arbre provoquée par la turbine basse pression entrainant en rotation la soufflante. La turbomachine comprend également certains organes devant être lubrifiés par injection d'huile, comme c'est le cas notamment de paliers à roulements supportant en rotation l'arbre basse pression. Ces organes sont aussi refroidis en permanence par un flux de gaz qui se charge en huile lors de son écoulement au travers des organes. Pour évacuer ce flux de gaz huilés, la turbomachine comprend un tube de dégazage 1, aussi appelé couramment tube « CVT » pour l'acronyme anglais « Center Vent Tube », s'étendant selon un axe X, coaxialement à l'intérieur de l'arbre de turbine basse pression 2, comme cela est illustré aux figures 1 et 2. Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe X. Ce tube 1 sert de voie d'évacuation aux gaz huilés, et permet d'éviter que ces gaz ne viennent en contact avec l'arbre de turbine basse pression 2, dont la température élevée entrainerait la cokéfaction de l'huile contenue dans le flux de gaz et la dégradation de la turbomachine. Le tube de dégazage 1 comporte une partie annulaire radialement interne 3 à partir de laquelle des parties annulaires de centrage 4 s’étendent radialement vers l’extérieur. Chaque partie de centrage 4 comportant une gorge 5 débouchant radialement vers l’extérieur, dans laquelle est monté un joint d’étanchéité annulaire 6 apte à assurer l’étanchéité entre la partie de centrage 4 et la surface interne 7 de l’arbre de turbine basse pression 2. Le tube de dégazage 1 peut être réalisé en deux parties, à savoir une partie amont 1a et une partie aval 1b, l’extrémité aval de la partie amont 1a étant montée dans l’extrémité amont de la partie aval 1b. L’extrémité aval de la partie amont 1a du tube de dégazage 1 comporte alors également une partie de centrage 4 comportant une gorge 5 équipée d’un joint d’étanchéité 6 apte à assurer l’étanchéité avec la surface interne 8 de la partie aval 1b du tube de dégazage 1. Lors du montage de chaque partie 1a, 1b du tube de dégazage 1 dans l’arbre de turbine basse pression 2, les parties de centrage 4 ont tendance à endommager notamment la couche de peinture déposée sur la surface interne 7 de l’arbre de turbine basse-pression 2. La couche de peinture assurant une protection contre la corrosion, un tel endommagement affecte la durée de vie de l’arbre 2. Afin de limiter de tels endommagements, un outillage peut être prévu afin d’améliorer le positionnement du tube de dégazage 1 lors de son introduction axiale dans l’arbre de turbine basse-pression 2. Compte tenu des tolérances de fabrication et montage de l’outillage et compte tenu des jeux très faibles imposés pour le montage entre le tube de dégazage 1 et l’arbre de turbine basse pression 2, il n’est en réalité pas possible d’éviter totalement de tels endommagements. L’invention vise à remédier à cet inconvénient, de façon fiable, simple et peu onéreuse. Présentation de l’invention A cet effet, l’invention concerne un tube de dégazage s’étendant selon un axe et destiné à être monté à l’intérieur d’un arbre d’une turbomachine, le tube de dégazage comportant au moins une partie de centrage apte à venir en appui sur une paroi radialement interne de l’arbre, caractérisé en ce que ledit tube comporte au moins une fente s’étendant axialement au niveau de la partie de centrage, le tube de dégazage comportant des premiers moyens d’étanchéité souples aptes à obturer de façon étanche ladite fente. Une telle structure du tube de dégazage permet d’autoriser la déformation dudit tube, dans la direction radiale, au niveau de la partie de centrage, du fait de la présence de la fente. De cette manière, il est possible de réduire le diamètre de la partie de centrage avant et lors de l’insertion du tube de dégazage dans l’arbre, puis de libérer ladite partie de centrage de façon à ce qu’elle retrouve son diamètre d’origine par élasticité et puisse assurer sa fonction de centrage. On évite ainsi toute détérioration de l’arbre, en particulier de la couche de peinture recouvrant la surface interne dudit arbre. Les premiers moyens d’étanchéité souples autorisent la déformation de la zone concernée du tube de dégazage tout en évitant l’écoulement d’huile entre le volume radialement interne du tube de dégazage et l’extérieur du tube. Les premiers moyens d’étanchéité peuvent être réalisés en matériau polymère, par exemple en polyuréthane ou caoutchouc. Ledit matériau polymère peut être choisi pour supporter notamment des températures comprises entre 30 et 300°. L’arbre peut être un arbre de turbine. La partie de centrage peut comporter des seconds moyens d’étanchéité aptes à assurer l’étanchéité entre ladite partie de centrage et la paroi radialement interne de l’arbre. L’appui de la partie de centrage sur la surface interne de l’arbre est alors réalisé au travers des seconds moyens d’étanchéité. Les premiers moyens d’étanchéité peuvent comporter une partie s’étendant axialement dans la fente, ladite partie comportant une rainure ou une gorge, le bord de la fente venant se loger, au moins en partie dans ladite rainure ou ladite gorge. Une telle caractéristique permet de maintenir radialement la partie axiale correspondante des premiers moyens d’étanchéité dans la fente. Le tube peut comporter au moins une fente comportant une première extrémité axiale débouchant à une extrémité axiale du tube, et une seconde extrémité axiale opposée à la première extrémité, les premiers moyens d’étanchéité correspondants comportant une partie s’étendant axialement dans la fente, ladite partie comportant une extrémité axiale venant en butée dans une première direction axiale sur la seconde extrémité axiale de la fente, ladite partie et ledit tube de dégazage comportant des moyens de butée complémentaires aptes à empêcher le déplacement de ladite partie des premiers moyens d’étanchéité par rapport audit tube, dans une seconde direction axiale opposée à la première direction. Une telle structure permet de maintenir axialement ladite partie axiale des premiers moyens d’étanchéité dans la fente. Le fait que la fente soit débouchante peut également permettre une insertion par translation axiale de ladite partie axiale des premiers moyens d’étanchéité dans ladite fente. Ladite partie axiale des premiers moyens d’étanchéité peut par exemple comporter au moins un plot s’étendant circonférentiellement, par exemple deux plots opposés, venant en appui sur au moins une surface de la partie de centrage. Le tube de dégazage peut comporter au moins deux parties de préhension radialement en saillie depuis une surface radialement interne ou une surface radialement externe du tube, situées respectivement circonférentiellement de part et d’autre de la fente. Lesdites parties de préhension peuvent comporter chacune un orifice destiné à loger une partie d’un outil. Lesdites parties de préhension peuvent ainsi être utilisées pour coopérer avec un outil de façon à les contraindre circonférentiellement l’une en direction de l’autre de manière à réduire la dimension circonférentielle ou largeur de la fente, et réduire ainsi le diamètre de la partie de centrage. Le tube peut comporter au moins une partie cylindrique, la partie de centrage s’étendant radialement vers l’extérieur depuis ladite partie cylindrique, la fente s’étendant axialement dans la partie de centrage et sur une zone de la partie cylindrique du tube de dégazage. La dimension circonférentielle de la fente peut être comprise entre 0,5 et 10 mm. Elle est par exemple de l’ordre de 0,2 fois le diamètre de la partie cylindrique du tube de dégazage. Une telle fente peut permettre un déplacement (ou compression) afin que le diamètre diminue de 0,5 à 4 mm et permette d’obtenir un jeu suffisant au montage. La partie de centrage peut comporter des seconds moyens d’étanchéité aptes à assurer l’étanchéité entre ladite partie de centrage et une surface radialement interne de l’arbre. Les seconds moyens d’étanchéité peuvent être formés par un joint torique. Ledit joint torique peut être monté dans une gorge de la partie de centrage. Les premiers moyens d’étanchéité peuvent comporter une zone radialement élargie comportant une surface d’appui s’étendant dans le prolongement d’une surface de fond de la gorge. De cette manière, on recrée une surface continue de la gorge de manière à garantir une étanchéité annulaire entre le tube et la surface interne de l’arbre. Le joint torique vient en effet en appui sur la surface de fond de la gorge et sur ladite surface d’appui des premiers moyens d’étanchéité, d’une part, et sur la surface interne de l’arbre, d’autre part. Bien entendu, d’autres structures sont également possibles pour assurer cette fonction. Les premiers moyens d’étanchéité et les seconds moyens d’étanchéité peuvent être formés par au moins deux éléments distincts. Les premiers moyens d’étanchéité et les seconds moyens d’étanchéité peuvent être formés par un unique élément. Le tube de dégazage peut être formé d’au moins une partie amont et d’au moins une partie aval décalées axialement l’une de l’autre, l’extrémité amont de la partie aval du tube de dégazage comportant une partie de centrage apte à venir en appui sur une paroi radialement interne de la partie amont. Les termes amont et aval sont définis par rapport au flux de gaz au sein de la turbomachine. L’invention concerne également une turbomachine comportant au moins un arbre creux et un tube de dégazage du type précité, monté dans l’arbre. L’invention concerne en outre un procédé de montage d’un tube de dégazage du type précité dans un arbre creux, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - contraindre et déformer élastiquement la partie de centrage de façon à réduire son diamètre, - insérer le tube de dégazage dans l’arbre, - relâcher la contrainte au niveau de la partie de centrage de façon à ce que ladite partie de centrage soit apte à venir élastiquement en appui sur la surface interne de l’arbre. Brève description des figures est une demie-vue en coupe axiale d’un arbre de turbine basse pression et d’un tube de dégazage, conformément à l’art antérieur, est une vue de détail d’une partie de la figure 1, est une vue en perspective d’une partie d’un tube de dégazage selon l’invention, est une vue en coupe axiale d’une partie du tube de dégazage, est une vue de dessus d’une partie du tube de dégazage, est une vue en perspective d’une partie du tube de dégazage, est une vue en perspective des premiers moyens d’étanchéité, est une vue de dessus des premiers moyens d’étanchéité, est une vue en coupe axiale des premiers moyens d’étanchéité, est une vue en perspective des premiers moyens d’étanchéité et des seconds moyens d’étanchéité, ceux-ci étant formés d’une seule pièce. Description détaillée de l’invention Les figures 3 à 5 illustrent une partie aval d’un tube de dégazage 1 selon une première forme de réalisation de l’invention. Chaque partie amont 1a et aval 1b comporte, comme précédemment, une partie annulaire cylindrique 3 à partir de laquelle des parties annulaires de centrage 4 s’étendent radialement vers l’extérieur. Chaque partie de centrage 4 comportant une gorge 5 débouchant radialement vers l’extérieur, dans laquelle est monté un joint d’étanchéité 6 annulaire ou torique apte à assurer l’étanchéité entre la partie de centrage 4 et la surface interne 7 d’un arbre de turbine basse pression 2 ou entre la partie de centrage 4 et la surface interne 8 de la partie amont 1 du tube de dégazage, comme cela est déjà illustré aux figures 1 et 2. Le tube de dégazage 1 comporte une fente 9 s’étendant axialement au niveau de chaque partie de centrage 4. Les fentes 9 s’étendent non seulement au niveau des parties de centrage 4 mais également au niveau des parties cylindriques 3 adjacentes. L’une au moins des fentes 9 peut déboucher au niveau d’une extrémité axiale de la partie amont 1a ou aval 1b du tube 1, en fonction du positionnement axial de la partie de centrage 4 correspondante, comme cela est illustré notamment aux figures 4 à 6. La dimension circonférentielle ou largeur l de chaque fente 9 peut être comprise entre 0,5 et 10 mm. Des joints d’obturation 10, mieux visibles aux figures 7 à 9, sont montés dans chaque fente 9. Chaque joint d’obturation 10 s’étend axialement et comporte au moins une rainure ou une gorge latérale ou périphérique 11,au moins une partie du bord de la fente correspondante 9 étant engagé dans la rainure 11 de manière à maintenir radialement le joint d’obturation 10 dans la fente correspondante 9. Par ailleurs, dans le cas d’une fente 9 non débouchante axialement, les extrémités axiales des joints d’obturation 10 viennent en appui sur les extrémités axiales 9a, 9b (figure 3) des fentes 9, de manière à assurer un maintien axial des joints d’obturation 10 correspondants dans les fentes 9. Dans le cas d’une fente 9 débouchante (visible notamment aux figures 4 à 6), le joint d’obturation 10 peut comporter une extrémité axiale 10a venant en butée dans une première direction axiale sur une extrémité axiale 9a de la fente 9 et des plots 12 (figures 7 et 8) faisant saillie de circonférentiellement de part et d’autre du joint d’obturation 10, lesdits plots 12 venant en appui axial sur la partie de centrage 4 correspondante de manière à assurer le maintien en position axial dudit joint d’obturation 10 dans une seconde direction axiale, opposée à la première direction axiale. Chaque joint d’obturation 10 comporte une zone radialement élargie 13 comportant une surface d’appui 14 s’étendant dans le prolongement de la surface de fond de la gorge 5 correspondante. De cette manière, on recrée une surface continue de la gorge 5 au niveau de la fente 9, de manière à garantir une étanchéité annulaire entre le tube 1 et la surface interne 7, 8 de l’arbre de turbine 2 ou de la partie amont 1a du tube de dégazage 1. Le joint torique 6 vient en effet en appui sur la surface de fond de la gorge 5 et sur ladite surface d’appui 13 du joint d’obturation 10, d’une part, et sur la surface interne 7, 8 de l’arbre de turbine 2 ou de la partie amont 1a du tube de dégazage 1, d’autre part. Chaque joint d’obturation 10 et/ou chaque joint torique 6 peut être réalisé en matériau élastomère, par exemple en polyuréthane. Le tube de dégazage 1 comporter, au niveau de chaque partie de centrage 4, au moins deux parties de préhension 14 radialement en saillie depuis une surface radialement interne 15 du tube 1, situées respectivement circonférentiellement de part et d’autre de la fente 9. Chaque partie de préhension 15 peut comporter un orifice 16 destiné à loger une partie d’extrémité d’un outil. Lesdites parties de préhension 15 peuvent ainsi être utilisées pour coopérer avec un outil de façon à les contraindre circonférentiellement l’une en direction de l’autre de manière à réduire la dimension circonférentielle ou largeur l de la fente 9, et réduire ainsi le diamètre de la partie de centrage 4. La partie aval 1b du tube 1 comporte par ailleurs une partie annulaire de fixation 17 s’étendant dans un plan radial, destinée à la fixation de ladite partie sur l’arbre de turbine 2. La figure 10 illustre une seconde forme de réalisation dans laquelle, pour chaque partie de centrage 4, le joint torique 6 et le joint d’obturation 10 sont réalisées à l’aide d’une seule et même pièce. Une telle structure du tube de dégazage 1 permet d’autoriser la déformation dudit tube 1, dans la direction radiale, au niveau de chaque partie de centrage 4, du fait de la présence des fentes 9. De cette manière, il est possible de réduire le diamètre de chaque partie de centrage 4 avant et lors de l’insertion du tube de dégazage 1 dans l’arbre de turbine 2, puis de libérer les zones de centrage 4 de façon à ce qu’elles retrouvent leur diamètre d’origine par élasticité afin d’assurer leur fonction de centrage et d’étanchéité. On évite ainsi toute détérioration de l’arbre de turbine 2, en particulier de la couche de peinture recouvrant la surface interne 7 dudit arbre 2. Les joints d’obturation 10 souples autorisent la déformation des zones concernées du tube de dégazage 1 tout en évitant l’écoulement d’huile entre le volume radialement interne du tube de dégazage 1 et l’extérieur du tube 1. Tube de dégazage (1) s’étendant selon un axe (X) et destiné à être monté à l’intérieur d’un arbre (2) d’une turbomachine, le tube de dégazage (1) comportant au moins une partie de centrage (4) apte à venir en appui sur une paroi radialement interne (7) de l’arbre (2), caractérisé en ce que ledit tube (1) comporte au moins une fente (9) s’étendant axialement au niveau de la partie de centrage (4), le tube de dégazage (1) comportant des premiers moyens d’étanchéité (10) souples aptes à obturer de façon étanche ladite fente (9). Tube de dégazage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de centrage (4) comporte des seconds moyens d’étanchéité (6) aptes à assurer l’étanchéité entre ladite partie de centrage (4) et la paroi radialement interne de l’arbre (2). Tube de dégazage (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les premiers moyens d’étanchéité (10) comportent une partie s’étendant axialement dans la fente (9), ladite partie comportant une rainure (11) ou une gorge, le bord de la fente (9) venant se loger, au moins en partie dans ladite rainure (11) ou ladite gorge. Tube de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le tube (1) comporte au moins une fente (9) comportant une première extrémité axiale débouchant à une extrémité axiale du tube (1, 1b), et une seconde extrémité axiale (9a) opposée à la première extrémité, les premiers moyens d’étanchéité (10) correspondants comportant une partie s’étendant axialement dans la fente (9), ladite partie comportant une extrémité axiale (10a) venant en butée dans une première direction axiale sur la seconde extrémité axiale (9a) de la fente (9), ladite partie et ledit tube de dégazage (1) comportant des moyens de butée complémentaires (12) aptes à empêcher le déplacement de ladite partie des premiers moyens d’étanchéité (10) par rapport audit tube (1), dans une seconde direction axiale opposée à la première direction. Tube de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte au moins deux parties de préhension (14) radialement en saillie depuis une surface radialement interne (15) ou une surface radialement externe du tube (1), situées respectivement circonférentiellement de part et d’autre de la fente (9). Tube de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le tube (1) comporte au moins une partie cylindrique (3), la partie de centrage (4) s’étendant radialement vers l’extérieur depuis ladite partie cylindrique (3), la fente (9) s’étendant axialement dans la partie de centrage (4) et sur une zone de la partie cylindrique (3) du tube de dégazage (1). Tube de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il est formé d’au moins une partie amont (1a) et d’au moins une partie aval (1b) décalées axialement l’une de l’autre, l’extrémité amont de la partie aval (1b) du tube de dégazage (1) comportant une partie de centrage (4) apte à venir en appui sur une paroi radialement interne (8) de la partie amont (1a). Turbomachine comportant au moins un arbre (2) creux et un tube de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 7, monté dans l’arbre (2). Procédé de montage d’un tube de dégazage (1) selon l’une des revendications 1 à 7 dans un arbre (2) creux, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes: - contraindre et déformer élastiquement la partie de centrage (4) de façon à réduire son diamètre, - insérer le tube de dégazage (1) dans l’arbre (2), - relâcher la contrainte au niveau de la partie de centrage (4) de façon à ce que ladite partie de centrage (4) soit apte à venir élastiquement en appui sur la surface interne (7) de l’arbre (2).