Brevet FR3101105A1 — publié le 20210326

TITRE : Carter pour turbomachine et turbomachine équipée d’un tel carter Un aspect de l’invention concerne un carter (100) pour une turbine de turbomachine, le carter s’étendant autour d’un axe et comprenant une paroi annulaire (101) ainsi qu’au moins un élément d’accroche (110) qui s’étend en saillie à partir d’une surface radialement interne (102) de la paroi annulaire du carter et qui est formé, au moins en partie, d’un premier matériau. Ledit élément d’accroche est pourvu d’au moins un insert (120) qui s’étend de l’élément de l’élément d’accroche jusqu’à une surface radialement externe (103) de ladite paroi annulaire pour déboucher du côté externe du carter, l’insert étant formé dans un deuxième matériau ayant une diffusivité thermique supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau. L’invention concerne également un ensemble pour turbine et une turbomachine comprenant un tel carter. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 3 Carter pour turbomachine et turbomachine équipée d’un tel carter Le domaine technique de l’invention est, d’une façon générale, celui des turbomachines, et plus particulièrement des carters de turbine et des techniques de refroidissement de tels carters. ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION Pour assurer le refroidissement de certains carters de turbines, notamment de carters de turbines basse pression, il est connu, par exemple du document FR 3054000, un système de refroidissement comprenant un ensemble de tubes disposés à l’extérieur du carter en entourant ce carter. De l’air à basse température est prélevé en amont du ou des compresseurs de la turbomachine (en amont par rapport à la direction d’écoulement des gaz dans la turbomachine) et est injecté dans les tubes de refroidissement. Cet air de refroidissement est alors soufflé sur la surface externe du carter, parfois appelée peau du carter, par des trous percés dans les tubes de refroidissement. Un tel système de refroidissement protège le carter d’un échauffement excessif. Il permet aussi de piloter le jeu radial entre l’aubage mobile de la turbine, et le carter qui l’entoure. En effet, les changements de température du carter permettent de faire varier les dimensions du carter par dilatation thermique, et donc de faire varier le jeu entre l’aubage mobile et le carter. Un tel système de refroidissement, configuré pour piloter le jeu entre l’aubage mobile et le carter, grâce à un refroidissement plus ou moins fort du carter, est parfois appelé système de type LPTCC, ou LPTACC, selon les acronymes anglo-saxons de « Low Pressure Turbine Clearance Control » et « Low Pressure Turbine Active Clearance Control » (c’est-à-dire « contrôle de jeux pour turbine basse pression », et « contrôle actif de jeux pour turbine basse pression »). Un tel système de refroidissement permet de refroidir efficacement la paroi annulaire du carter, qui forme le conduit canalisant les gaz chauds qui circulent dans le carter. Mais les éléments d’accroche du carter qui s’étendent en saillie par rapport à cette paroi annulaire, en particulier les crochets de fixation de l’aubage fixe de la turbine, ne reçoivent pas directement l’air froid soufflé par les tubes de refroidissement. Ces éléments d’accroche, moins bien refroidis que la paroi annulaire, peuvent alors s’échauffer de manière importante. Le refroidissement moindre de ces éléments de carter rend la température dans le carter inhomogène, ce qui limite la précision de pilotage du jeu entre le sommet de l’aubage mobile et le carter et peut en outre créer des contraintes mécaniques importantes dans le carter. Dans un tel système, il est donc souhaitable d’améliorer encore l’efficacité de refroidissement des différents éléments du carter, ainsi que l’uniformité de température dans celui-ci. Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention. la figure 1 représente schématiquement une turbomachine à double flux, en coupe et vue de côté, les figures 2A et 2B sont des vues schématiques, partielles, d’une turbine basse pression de la turbomachine de la figure 1, en coupe et vue de côté, cette turbine étant pourvue d’un carter conforme aux enseignements de l’invention, les figures 3 et 4 représentent schématiquement des parties du carter de la figure 2A, les figures 5, 6 et 7 représentent des crochets de carter de turbine selon d’autres modes de réalisation conformes aux enseignements de l’invention. Carter (100) pour une turbine (7) de turbomachine (1), le carter s’étendant autour d’un axe (x) et comprenant : une paroi annulaire (101) centrée sur l’axe (x) et ayant une surface radialement externe (103) située du côté externe (Ext) du carter (100), et une surface radialement interne (102) située du côté interne (Int) du carter (100) , et au moins un élément d’accroche (110 ; 110’ ; 106 ; 107), qui s’étend en saillie à partir de la surface radialement interne (102) et qui est formé, au moins en partie, d’un premier matériau, caractérisé en ce que l’élément d’accroche est pourvu d’au moins un insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) qui s’étend de l’élément d’accroche jusqu’à la surface radialement externe (103) de la paroi annulaire (101) du carter pour déboucher du côté externe (Ext) du carter (100), l’insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) étant formé dans un deuxième matériau ayant une diffusivité thermique supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau. Carter (100) selon la revendication 1, dans lequel ledit élément d’accroche (110 ; 110’) s’étend vers l’intérieur (Int) du carter, depuis la surface radialement interne (102) de la paroi annulaire (101) du carter jusqu’à une extrémité libre (111 ; 111’) de l’élément d’accroche. Carter (100) selon la revendication 2, dans lequel ledit élément d’accroche est un crochet de fixation (110 ; 110’) d’un aubage fixe de la turbine. Carter (100) selon l’une des revendications 2 ou 3, dans lequel une section dudit insert (220 ; 420) dans un plan de coupe contenant l’axe (x) est rectiligne. Carter (100) selon l’une des revendications 2 à 4 dans lequel, dans un plan de coupe contenant l’axe (x): ledit élément d’accroche (110 ; 110’) s’étend le long d’une ligne moyenne (Lm ; Lm’), depuis la paroi annulaire (101) du carter jusqu’à l’extrémité libre (111 ; 111’) de l’élément d’accroche, ledit insert (120 ; 420) s’étend dans l’élément d’accroche (110 ; 110’) en suivant la ligne moyenne (Lm ; Lm’) de l’élément d’accroche, sur une longueur (b1 ; b4) supérieure aux deux tiers de la longueur (a1 ; a4) de cette ligne moyenne. Carter (100) selon la revendication 1, dans lequel la paroi annulaire (101) présente une extrémité amont (104) et une extrémité aval (105) et dans lequel l’élément d’accroche du carter est une bride de fixation (106 ; 107) qui s’étend à partir de l’extrémité amont, ou à partir de l’extrémité aval, transversalement par rapport à l’axe (x). Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) est réalisé d’un seul tenant avec le carter. Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) comprend une partie (121 ; 221 ; 321 ; 421) noyée dans l’élément d’accroche (110 ; 110’) du carter. Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’insert (120 ; 220 ; 320 ; 420) comprend une partie externe (122 ; 222 ; 322 ; 422) qui débouche à l’extérieur (Ext) du carter, et qui est pourvue d’ailettes de refroidissement (123 ; 423) ou de picots de refroidissement (323). Carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la diffusivité thermique du deuxième matériau est au moins 3 fois supérieure à la diffusivité thermique du premier matériau, de préférence supérieure à 10 fois la diffusivité thermique du premier matériau. Ensemble pour turbine comprenant : un carter (100) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit élément d’accroche est un crochet (110) de fixation d’un aubage fixe de la turbine, le carter comprenant au moins un autre crochet (110’) de fixation de l’aubage fixe, plusieurs secteurs d’étanchéité (108) montés entre les deux crochets de fixation (110, 110’), les secteurs d’étanchéité (108) étant montés circonférentiellement bout-à-bout pour former une couronne d’étanchéité, et dans lequel ledit insert (120 ; 220 ; 320 ; 420), noyé en partie dans l’un des crochets de fixation (110, 110’), s’étend sur une partie au moins de la circonférence du carter, en vis-à-vis d’une zone de jonction entre deux desdits secteurs d’étanchéité (108). Turbomachine (1) comprenant une turbine pourvue d’un carter (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, ou pourvue d’un ensemble pour turbine selon la revendication 11.