Brevet FR3111949A1 — publié le 20211231

Le présent exposé concerne un ensemble pour turbine de turbomachine d’axe longitudinal (X) comprenant un cône d’éjection comprenant une paroi annulaire radialement externe (102) d’écoulement d’un flux de gaz chauds et un caisson acoustique (103) agencé radialement à l’intérieur de ladite paroi annulaire externe (102), ledit caisson acoustique (103) comprenant une paroi annulaire radialement interne (104), une pluralité de cloisons circonférentielles (120) et une pluralité de cloisons longitudinales (118) agencées entre la paroi annulaire externe (102) et la paroi annulaire interne (104), lesdites cloisons circonférentielles (120) et longitudinales (118) étant emboitées les unes dans les autres de façon à former une structure alvéolaire, et dans lequel les cloisons circonférentielles (120) sont fixées à l’une de la paroi annulaire interne (104) et de la paroi annulaire externe (102), et les cloisons longitudinales (118) sont fixées à l’autre de la paroi annulaire interne (104) et de la paroi annulaire externe (102), les cloisons circonférentielles (120) et les cloisons longitudinales (118) étant libres en déplacement l’une par rapport à l’autre. Figure à publier avec l’abrégé : figure n°3 Caisson acoustique pour un cône d’éjection Domaine technique de l’invention Le présent exposé concerne un ensemble de caisson acoustique pour turbine de turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou turbopropulseur d’avion. Etat de la technique antérieure Une turbomachine de type turboréacteur à double flux comporte classiquement, de l’amont vers l’aval dans le 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. Le flux d’air entrant dans la turbomachine est divisé, en aval de la soufflante, en un flux primaire entrant dans une veine dite primaire, et en un flux secondaire, entrant dans une veine dite secondaire. Les compresseurs basse et haute pression, la chambre de combustion, et les turbines haute et basse pression, sont situés au niveau de la veine primaire. La tuyère d’échappement, ou tuyère d’éjection, d’un turboréacteur comporte classiquement un ensemble permettant d’optimiser l'écoulement des gaz chauds issus de la turbine. Cet ensemble peut également avoir pour fonction d’absorber au moins une partie du bruit engendré par l'interaction de ces gaz chauds avec l'air ambiant et avec le flux d'air froid issu de la soufflante. Une partie d’un tel ensemble, conformément à l’art antérieur, est illustrée à la figure 1. Celui-ci s’étend selon un axe X. Les termes longitudinal, radial et circonférentiel sont définis par référence à l’axe X. Par ailleurs, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. Cet ensemble comporte un cône d'éjection 10 comprenant une partie amont 10a, de forme sensiblement cylindrique, et une partie aval 10b de forme conique. La partie amont 10a est formée par une paroi annulaire radialement externe 12 comprenant une pluralité de secteurs angulaires reliés entre eux. La surface radialement externe de la paroi annulaire externe 12 et de la partie aval conique 10b délimitent une partie d’une veine aérodynamique pour la circulation des gaz chauds. L’ensemble comporte en outre un carter d’échappement. L’extrémité amont du cône d’éjection 10 est reliée au carter d’échappement. En particulier, la paroi annulaire interne 14 et la paroi annulaire externe 12 du cône d’éjection 10 sont reliées au carter d’échappement par une bride de liaison 18. La bride de liaison 18 comporte une partie annulaire amont 20 et des pattes de fixation 19 s’étendant longitudinalement vers l’aval depuis la partie annulaire amont 20. Les pattes de fixation 19 sont régulièrement réparties sur la circonférence et sont écartées circonférentiellement les unes des autres. La bride de liaison 18 est reliée au carter d’échappement et les pattes de fixation 19 sont fixées à la partie amont 10a du cône d’éjection. La partie annulaire amont 20 peut comprendre une virole métallique qui assure la continuité aérodynamique de la veine aérodynamique entre le carter d’échappement et la paroi annulaire externe 12. La partie amont 10a du cône d’éjection comprend un caisson acoustique situé radialement à l’intérieur par rapport à la paroi annulaire externe 12. Le caisson acoustique est prévu pour réduire les nuisances sonores des gaz d’échappement et comprend une paroi annulaire interne 14 et une pluralité de cloisons circonférentielles 16 et de cloisons longitudinales 17 agencées radialement entre la paroi annulaire interne 14 et la paroi annulaire externe 12. Les cloisons longitudinales 17 comprennent des cadres de fixation 15 distribués longitudinalement le long des cloisons longitudinales. Les cloisons circonférentielles sont configurées pour être fixées audits cadres de fixation 15 à leurs extrémités par boulonnage ou collage. Ainsi, les cloisons longitudinales 17 et circonférentielles 16 forment des alvéoles prises en sandwich, c’est-à-dire intercalées radialement entre la paroi annulaire radialement externe 12 et la paroi annulaire radialement interne 14. En fonctionnement, la paroi annulaire radialement externe 12 est soumise à des températures élevées, environ 700°C, des gaz chauds, tandis que la paroi annulaire radialement interne 14 est à des températures nettement plus faibles d’environ 600°C. Ainsi, la paroi annulaire radialement externe 12 est soumise à des dilatations importantes qui engendrent des contraintes en traction importantes de la paroi annulaire radialement interne 14 et déforment les cloisons longitudinales 17 et circonférentielles 16. De telles contraintes risquent l’endommagement voire la rupture des cloisons longitudinales 17 et circonférentielles 16. De plus, la tenue mécanique des fixations des cloisons longitudinales 17 et circonférentielles 16 entre elles risque d’être détériorée. Le présent exposé vise à remédier à ces inconvénients, de façon simple, fiable et peu onéreuse. A cet effet, le présent exposé concerne un ensemble pour turbine de turbomachine d’axe longitudinal comprenant un cône d’éjection comprenant une paroi annulaire radialement externe d’écoulement d’un flux de gaz chauds et un caisson acoustique agencé radialement à l’intérieur de ladite paroi annulaire externe, ledit caisson acoustique comprenant une paroi annulaire radialement interne, une pluralité de cloisons circonférentielles et une pluralité de cloisons longitudinales agencées entre la paroi annulaire externe et la paroi annulaire interne, lesdites cloisons circonférentielles et longitudinales étant emboitées les unes dans les autres de façon à former une structure alvéolaire, et dans lequel les cloisons circonférentielles sont fixées à l’une de la paroi annulaire interne et de la paroi annulaire externe, et les cloisons longitudinales sont fixées à l’autre de la paroi annulaire interne et de la paroi annulaire externe, les cloisons circonférentielles et les cloisons longitudinales étant libres en déplacement l’une par rapport à l’autre. Ainsi, les cloisons circonférentielles et longitudinales sont montées par fixation à l’une de la paroi annulaire interne et de la paroi annulaire externe et non plus entre elles. Ceci permet une liberté de déplacement entre les cloisons circonférentielles et longitudinales pour absorber les déformations de la paroi annulaire externe lorsqu’elle est soumise à des températures plus élevées que la paroi annulaire interne. Les cloisons circonférentielles et les cloisons longitudinales peuvent être dépourvues de liaison entre elles, c’est-à-dire que l’ensemble est dépourvu de tout moyen de fixation des cloisons circonférentielles aux cloisons longitudinales de sorte que la dilatation des cloisons circonférentielles ou des cloisons longitudinales n’impacte pas et/ou ne déforme pas les cloisons longitudinales ou respectivement les cloisons circonférentielles. Les cloisons longitudinales peuvent être espacées circonférentiellement entre elles, c’est-à-dire que les cloisons longitudinales peuvent être réparties sans croisement entre deux cloisons longitudinales successives. Les cloisons longitudinales peuvent ainsi être parallèles entre elles et à l’axe longitudinale. En variante, les cloisons longitudinales peuvent être inclinées par rapport à l’axe longitudinale de sorte à former un angle inférieur à 90°, en particulier inférieur à 45°, avec l’axe longitudinale. De même, les cloisons circonférentielles peuvent être espacées longitudinalement entre elles, c’est-à-dire que les cloisons circonférentielles peuvent être réparties sans croisement entre deux cloisons circonférentielles successives. Les cloisons circonférentielles peuvent ainsi être parallèles entre elles et à la circonférence de la paroi annulaire interne ou externe. En variante, les cloisons circonférentielles peuvent être inclinées par rapport à la circonférence de la paroi annulaire interne ou externe de sorte à former un angle inférieur à 90°, en particulier inférieur à 45°, avec à la circonférence de la paroi annulaire interne ou externe. Les cloisons circonférentielles et les cloisons longitudinales se croisent entre elles de sorte à former les alvéoles. Selon un mode de réalisation, les cloisons circonférentielles peuvent être fixées à la paroi annulaire externe et peuvent être agencées libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire interne. Les cloisons circonférentielles peuvent être dépourvues de tout moyen de fixation à la paroi annulaire interne. Les cloisons longitudinales peuvent être fixées à la paroi annulaire interne et peuvent être libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire externe. Les cloisons longitudinales peuvent être dépourvues de tout moyen de fixation à la paroi annulaire externe. Selon un autre mode de réalisation, les cloisons circonférentielles peuvent être fixées à la paroi annulaire interne et peuvent être libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire externe. Les cloisons circonférentielles peuvent être fixées à la paroi annulaire interne par collage, par co-injection ou par boulonnage. Les cloisons circonférentielles peuvent être dépourvues de tout moyen de fixation à la paroi annulaire externe. Les cloisons longitudinales peuvent être fixées à la paroi annulaire externe et peuvent être libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire interne. Les cloisons longitudinales peuvent être fixées à la paroi annulaire externe par collage, par co-injection ou par boulonnage. Les cloisons longitudinales peuvent être dépourvues de tout moyen de fixation à la paroi annulaire interne. Ainsi, les déformations des cloisons longitudinales dues aux dilatations thermiques de la paroi annulaire externe ne peuvent pas entrainer les déformations des cloisons circonférentielles et donc celle de la paroi annulaire interne. Au moins l’une, en particulier chacune, des cloisons circonférentielles peut comprendre au moins une première fente recevant chacune une cloison longitudinale. Au moins l’une, en particulier chacune des cloisons longitudinales peut comprendre au moins une seconde fente recevant chacune une cloison circonférentielle. La ou les premières fentes peuvent présenter une dimension circonférentielle supérieure à une dimension circonférentielle des cloisons longitudinales de sorte que les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles s’emboitent entre elles avec un jeu. La ou les secondes fentes peuvent présenter une dimension longitudinale supérieure à une dimension longitudinale des cloisons circonférentielles de sorte que les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles s’emboitent entre elles avec un jeu. La paroi annulaire externe peut comprendre une pluralité de secteurs angulaires agencés circonférentiellement bout à bout. Les cloisons longitudinales et/ou les cloisons circonférentielles peuvent être réalisées en matériau composite à matrice céramique. L’ensemble peut comprendre en outre un carter d’échappement et un organe de liaison reliant la paroi annulaire interne et/ou la paroi annulaire externe audit carter d’échappement. La paroi annulaire interne et/ou la paroi annulaire externe peut être réalisé dans un matériau composite à matrice céramique. Les matériaux composites à matrice céramique peuvent être des composites à base de carbure ou des composites à base d’oxyde. Le carter d’échappement peut être métallique. La paroi annulaire externe peut comprendre une pluralité de perforations pour réaliser un traitement acoustique du bruit engendré par les gaz chauds. Les cloisons longitudinales et les cloisons circonférentielles peuvent être agencées pour amortir le bruit engendré par les gaz chauds. Le cône d’éjection peut comprendre une partie conique aval agencée en aval de la paroi annulaire externe et fixée à la paroi annulaire externe et/ou à la paroi annulaire interne. Selon un autre aspect, le présent exposé concerne une turbomachine comprenant un ensemble tel que précité. Brève description des figures est une vue éclatée, en perspective, d’un cône d’éjection de l’art antérieur, est une vue en perspective écorchée d’un cône d’éjection selon un mode de réalisation, est une vue en perspective d’une partie de la structure de paroi annulaire externe et de paroi annulaire interne, est une vue en coupe représentant les cloisons longitudinales et circonférentielles selon un premier mode de réalisation. est une vue en coupe représentant les cloisons longitudinales et circonférentielles selon un second mode de réalisation. Description détaillée de l’invention Les figures 2 et 3 représentent une partie d’un ensemble pour turbomachine selon une première forme de réalisation de la divulgation. Cet ensemble comporte un cône d’éjection 100 comprenant, du côté amont, une paroi annulaire externe 102 ayant pour axe de révolution un axe longitudinal X et délimitant une veine d’écoulement d’un flux de gaz chauds et un caisson acoustique 103 agencé radialement à l’intérieur de la paroi annulaire externe 102. Le caisson acoustique 103 comprend une paroi annulaire interne 104 agencée radialement à l’intérieur de la paroi annulaire externe 102 et une pluralité de cloisons acoustiques agencées entre la paroi annulaire externe 102 et la paroi annulaire interne 104. La paroi annulaire externe 102 et la paroi annulaire interne 104 sont fixées entre elles, par exemple par boulonnage, à une partie amont 112 et à une partie aval 114 de la paroi annulaire externe 102. La paroi annulaire externe 102 et la paroi annulaire interne 104 sont réalisées dans un matériau composite à matrice céramique. L’ensemble comporte en outre un carter d’échappement métallique non représenté. La paroi annulaire interne 104 du cône d’éjection 100 est reliée audit carter d’échappement, par l’intermédiaire d’une bride de liaison 106. La bride de liaison 106 comporte une partie annulaire amont 108 et des pattes de fixation 110 s’étendant axialement vers l’aval depuis la partie annulaire amont 108. Les pattes de fixation 110 sont régulièrement réparties sur la circonférence et sont écartées circonférentiellement les unes des autres. La bride de liaison 106 est reliée au carter d’échappement et les pattes de fixation 110 sont fixées à la paroi annulaire interne 104 du cône d’éjection 100, par exemple par boulonnage. Les pattes de fixation 110 peuvent être flexibles ou rigides. La bride de liaison 106 peut être métallique. Le cône d’éjection 100 comprend en outre une partie conique aval 116 agencé en aval des parois annulaires interne 104 et externe 102. La partie conique aval 116 est réalisée dans un matériau composite à matrice céramique. La partie conique aval 116 est fixée à la paroi annulaire externe 102 et à la paroi annulaire interne 104 au niveau de la partie aval 114 de la paroi annulaire externe 102. La paroi annulaire externe 102 peut être multi perforée de sorte à présenter une pluralité de perforations traversant ladite paroi annulaire externe 102. Ces perforations, non représentées sur les figures, permettent de réduire les bruits générés par les gaz chauds. Ainsi conformée, les alvéoles forment des résonateurs dont les caractéristiques dimensionnelles permettent l’absorption des ondes acoustiques. Le caisson acoustique 103 comprend une pluralité de cloisons dites longitudinales 118 et une pluralité de cloisons dites circonférentielles 120 agencées entre la paroi annulaire interne 104 et la paroi annulaire externe 102. Les cloisons longitudinales 118 et les cloisons circonférentielles 120 permettent d’amortir le bruit en sortie de la turbomachine. Les cloisons longitudinales 118 s’étendent sensiblement dans la direction de l’axe longitudinal X et sont sensiblement parallèles à cet axe. Les cloisons longitudinales 118 sont parallèles entre elles. Les cloisons longitudinales 118 peuvent être parallèles à l’axe longitudinal X tel que représenté sur la figure 4 ou inclinées par rapport à l’axe longitudinal X. Par exemple, les cloisons longitudinales 118 peuvent former un angle inférieur à 90°, en particulier inférieur ou égal à 45°, avec l’axe longitudinal X. Les cloisons circonférentielles 120 s’étendent sensiblement dans une direction circonférentielle perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Les cloisons circonférentielles 120 sont parallèles entre elles. Les cloisons circonférentielles 120 peuvent être parallèles à la direction circonférentielle tel que représenté sur la figure 4 ou inclinées par rapport à la direction circonférentielle. Par exemple, les cloisons circonférentielles 120 peuvent former un angle inférieur à 90°, en particulier inférieur ou égal à 45°, avec la direction circonférentielle. Les cloisons longitudinales 118 et les cloisons circonférentielles 120 sont imbriquées l’une dans l’autre de sorte à former des alvéoles 122 de forme rectangulaire ou toute autre forme par exemple une forme de losange. Ces alvéoles 122 constituent des cellules formant un résonateur par exemple un résonateur d’Helmholtz. Les alvéoles 122 peuvent être vides ou remplies d’un matériau pour amortir le bruit. En fonctionnement, la paroi annulaire externe 102 étant en contact avec les gaz chauds présente des températures élevées de l’ordre de 700°, tandis que la paroi annulaire interne 104 est à des températures bien inférieures de l’ordre de 600°C. Ainsi, la paroi annulaire externe 102 subit des dilatations plus importantes que la paroi annulaire interne 104. Pour éviter de soumettre la paroi annulaire externe 102 ou la paroi annulaire interne 104 à des contraintes trop élevées, les cloisons longitudinales 118 et les cloisons circonférentielles 120 sont agencées libre en déplacement l’une par rapport à l’autre. Les matériaux composites à matrice céramique peuvent être des composites à base de carbure ou des composites à base d’oxyde. Les cloisons longitudinales 118 et les cloisons circonférentielles 120 sont réalisées dans un matériau composite à matrice céramique. La paroi annulaire externe 102 peut être formée par une pluralité de secteurs angulaires agencés circonférentiellement bout à bout. De même, la paroi annulaire interne 104 peut être formée par une pluralité de secteurs angulaires agencés circonférentiellement bout à bout. Cet agencement permet de faciliter l’assemblage du caisson acoustique 103. Dans le mode de réalisation de la figure 4, la paroi annulaire externe 102 est fixée aux cloisons circonférentielles 120 et la paroi annulaire interne 104 est fixée aux longitudinales 118. En outre, les cloisons longitudinales 118 et les cloisons circonférentielles 120 sont dépourvues de liaison entre elles. La paroi annulaire externe 102, respectivement la paroi annulaire interne 104, peut être fixée aux cloisons circonférentielles 120, respectivement aux cloisons longitudinales 118, par collage, par co-injection ou par boulonnage. Les cloisons longitudinales 118 comprennent une pluralité de premières fentes 122 espacées longitudinalement et recevant chacune une cloison circonférentielle 120. Chacune des premières fentes 122 présente une dimension longitudinale 124 supérieure à l’épaisseur de la cloison circonférentielle 120 qu’elle reçoit. Ainsi, chaque cloison circonférentielle 120 peut glisser librement dans la première fente 122. Alternativement, ou en plus, les cloisons circonférentielles 120 comprennent une pluralité de secondes fentes (non représentées) espacées circonférentiellement et recevant chacune une cloison longitudinale 118. Chacune des secondes fentes peut présenter une dimension circonférentielle supérieure à l’épaisseur de la cloison longitudinale 118 qu’elle reçoit. Ainsi, chaque cloison longitudinale 118 peut glisser librement dans la seconde fente et donc par rapport aux cloisons circonférentielles. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la paroi annulaire interne 104 est fixée aux cloisons circonférentielles 120 et la paroi annulaire externe 102 est fixée aux longitudinales 118. En outre, les cloisons longitudinales 118 et les cloisons circonférentielles 120 sont dépourvues de liaison entre elles. La paroi annulaire interne 104, respectivement la paroi annulaire externe 102, peut être fixée aux cloisons circonférentielles 120, respectivement aux cloisons longitudinales 118, par collage, par co-injection ou par boulonnage. Les cloisons longitudinales 118 comprennent une pluralité de premières fentes 122 espacées longitudinalement et recevant chacune une cloison circonférentielle 120. Chacune des premières fentes 122 présente une dimension longitudinale 124 supérieure à l’épaisseur de la cloison circonférentielle 120 qu’elle reçoit. Ainsi, chaque cloison circonférentielle 120 peut glisser librement dans la première fente 122. Alternativement, ou en plus, les cloisons circonférentielles 120 comprennent une pluralité de secondes fentes (non représentées) espacées circonférentiellement et recevant chacune une cloison longitudinale 118. Chacune des secondes fentes peut présenter une dimension circonférentielle supérieure à l’épaisseur de la cloison longitudinale 118 qu’elle reçoit. Ainsi, chaque cloison longitudinale 118 peut glisser librement dans la seconde fente et donc par rapport aux cloisons circonférentielles. Ensemble pour turbine de turbomachine d’axe longitudinal (X) comprenant un cône d’éjection comprenant une paroi annulaire radialement externe (102) d’écoulement d’un flux de gaz chauds et un caisson acoustique (103) agencé radialement à l’intérieur de ladite paroi annulaire externe (102), ledit caisson acoustique (103) comprenant une paroi annulaire radialement interne (104), une pluralité de cloisons circonférentielles (120) et une pluralité de cloisons longitudinales (118) agencées entre la paroi annulaire externe (102) et la paroi annulaire interne (104), lesdites cloisons circonférentielles (120) et longitudinales (118) étant emboitées les unes dans les autres de façon à former une structure alvéolaire, et dans lequel les cloisons circonférentielles (120) sont fixées à l’une de la paroi annulaire interne (104) et de la paroi annulaire externe (102), et les cloisons longitudinales (118) sont fixées à l’autre de la paroi annulaire interne (104) et de la paroi annulaire externe (102), les cloisons circonférentielles (120) et les cloisons longitudinales (118) étant libres en déplacement l’une par rapport à l’autre. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel les cloisons circonférentielles (120) sont fixées à la paroi annulaire externe (102) et sont libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire interne (104). Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les cloisons longitudinales (118) sont fixées à la paroi annulaire interne (104) et sont libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire externe (102). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel les cloisons circonférentielles (120) sont fixées à la paroi annulaire interne (104) et sont libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire externe (102). Ensemble selon la revendication 1 ou 4, dans lequel les cloisons longitudinales (118) sont fixées à la paroi annulaire externe (102) et sont libres en déplacement par rapport à la paroi annulaire interne (104). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel : - au moins l’une des cloisons circonférentielles (120) comprend au moins une première fente recevant chacune une cloison longitudinale (118), et/ou - au moins l’une des cloisons longitudinales (118) comprend au moins une seconde fente (122) recevant chacune une cloison circonférentielle (120). Ensemble selon la revendication 6, dans lequel la ou les premières fentes, et/ou la ou les secondes fentes (122), présentent une dimension circonférentielle supérieure à une dimension circonférentielle des cloisons longitudinales (118), ou respectivement présentent une dimension longitudinale supérieure à une dimension longitudinale (124) des cloisons circonférentielles (120), de sorte que les cloisons longitudinales (118) et les cloisons circonférentielles (120) s’emboitent entre elles avec un jeu. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la paroi annulaire externe (102) comprend une pluralité de secteurs angulaires agencés circonférentiellement bout à bout. Ensemble selon l’une des revendications précédentes, dans lequel les cloisons longitudinales (118) et/ou les cloisons circonférentielles (120) sont réalisées en matériau composite à matrice céramique. Turbomachine comprenant un ensemble selon l’une des revendications précédentes.