Brevet FR3139365A1 — publié le 20240308

L'invention propose une vanne de décharge (14) de turbomachine comprenant : - un carter (12) comportant une ouverture (18) mettant en communication une veine (10) et un conduit d'évacuation (16), - un cadre de support (30) de porte (20) qui est destiné à être fixé à un carter (12), et qui recouvre au moins en partie un bord périphérique de l'ouverture (18), - une porte (20) montée à rotation sur le cadre de support (30) entre une position ouverte et une position fermée, - un joint d'étanchéité (46) qui est monté sur le cadre de support (30) , caractérisée en ce que le cadre de support (30) est réalisé en deux parties (60, 62) assemblées l'une à l'autre et réparties de part et d'autre d'un plan sensiblement perpendiculaire à un plan principal du cadre de support (30). Figure pour l’abrégé : figure 4 VANNE DE DECHARGE A PORTE INTRUSIVE L'invention concerne une vanne de décharge pour une turbomachine d'aéronef permettant de prélever du fluide circulant dans une veine de la turbomachine. L'invention concerne plus particulièrement une vanne de décharge conçue pour faciliter son montage sur la veine et permettant de protéger les moyens d'étanchéité par le fluide circulant dans la veine. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Une turbomachine à double corps, notamment une turbomachine d'aéronef comporte une veine primaire d'écoulement d'un fluide, tel qu'un flux de gaz, dans laquelle un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression sont agencés. Une partie de la veine est délimitée par un carter intermédiaire qui est situé entre le compresseur haute pression et le compresseur basse pression. Ce carter intermédiaire comporte une pluralité de vannes de décharge permettant de prélever une partie du fluide s'écoulant dans la veine primaire pour le rediriger vers une veine secondaire de la turbomachine par l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation, communément appelé conduit de décharge. Chaque vanne de décharge comporte principalement une ouverture formée dans le carter mettant en communication la veine primaire et le conduit d'évacuation, ainsi qu'une porte mobile destinée à ouvrir ou à obturer l'ouverture, afin de permettre, ou non le prélèvement de la partie du fluide. Parmi les différents types de vannes de décharge, il existe celui à porte intrusive, c’est-à-dire pour lequel la porte est apte à se déplacer vers l'intérieur de la veine lorsqu'elle est en position d'ouverture. Ce type de vanne de décharge présente notamment l'avantage de faciliter le prélèvement du fluide. Le développement de turbomachines de plus en plus compactes rend l'accès au système de vanne de décharge particulièrement complexe, ce qui a mené à réaliser chaque vanne de décharge sous la forme d'un module comportant un cadre, une porte mobile et un joint d'étanchéité. Le sous ensemble est assemblé au préalable et il est ensuite monté sur le carter. L'invention a pour but de proposer une vanne de décharge qui est réalisée pour permettre de réaliser l'assemblage de ce sous ensemble au préalable, tout en conservant un nombre de composants qui est limité. L'invention propose une vanne de décharge pour prélever du fluide circulant dans une veine de turbomachine et diriger ledit fluide prélevé vers un conduit d'évacuation, la vanne de décharge comprenant : - un carter qui sépare la veine et le conduit d'évacuation, comportant une ouverture mettant en communication la veine et le conduit d'évacuation, - un cadre de support de porte qui est destiné à être fixé au carter, et qui recouvre au moins en partie un bord périphérique de l'ouverture, - une porte montée à rotation sur le cadre de support entre une position ouverte dans laquelle la porte autorise ledit fluide prélevé d'atteindre le conduit d'évacuation, et une position fermée dans laquelle la porte obture l'ouverture, - un joint d'étanchéité qui est monté sur le cadre de support et qui est comprimé par la porte contre le cadre de support lorsque la porte est en position fermée, de sorte à empêcher du gaz circulant dans la veine d'atteindre le conduit d'évacuation en passant entre la porte et le cadre de support caractérisée en ce que le cadre de support est réalisé en deux parties assemblées l'une à l'autre et réparties de part et d'autre d'un plan sensiblement perpendiculaire à un plan principal du cadre de support. La réalisation du cadre de support en plusieurs parties permet de faciliter l'assemblage de la porte et du joint sur celui-ci, tout en évitant d'utiliser des composants supplémentaires permettant De Préférence, les deux parties du cadre de support sont symétriques par rapport audit plan. De Préférence, le joint d'étanchéité est réalisé en deux parties, chaque partie du joint d'étanchéité étant montée sur l'une des deux parties du cadre de support qui lui est associée. De Préférence, chacune des deux parties du cadre de support comporte une patte de guidage de la porte en rotation par rapport au cadre de support. De Préférence, l'ouverture et le cadre de support sont de forme rectangulaire, dont la longueur est orientée circonférentiellement et la largeur est orientée selon la direction principale d'un axe principal de la veine primaire, et chaque partie du cadre de support est en forme de U ouvert circonférentiellement vers l'autre partie du cadre de support. De Préférence, chaque partie du joint d'étanchéité est en forme de U ouvert circonférentiellement vers l'autre partie du joint d'étanchéité. De Préférence, la porte comporte une paroi qui est destinée à être située à l'intérieur de la veine et qui est apte à venir obturer l'ouverture, qui comporte une face externe qui délimite en partie la veine lorsque la porte est en position fermée et une face interne qui est en appui contre le joint d'étanchéité lorsque la porte est en position fermée. De Préférence, la vanne de décharge comporte un joint secondaire qui est situé entre le cadre de support et le carter. L'invention propose aussi une turbomachine d'aéronef comportant une veine de circulation d'un fluide, un conduit d'évacuation d'une partie du fluide s'écoulant dans la veine et un carter séparant le conduit d'évacuation de la veine, le carter comportant au moins une ouverture mettant en communication la veine et le conduit d'évacuation caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une vanne de décharge selon l'invention. est une section axiale d'une partie de turbomachine comportant une veine d'écoulement de fluide et un conduit de décharge séparés par une vanne de décharge selon l'invention. est un détail à plus grande échelle montrant les composants de la vanne de décharge en position de fermeture. est une représentation partielle en perspective montrant la vanne de décharge en position d'ouverture. est une représentation schématique en perspective de la vanne de décharge en vue depuis l'intérieur du conduit de décharge. est une représentation schématique en perspective de la porte faisant partie de la vanne de décharge selon l'invention. est une représentation schématique des deux parties du cadre et du joint qui sont assemblés. est une représentation schématique des deux parties du cadre et du joint qui sont avec leurs parties séparées. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE L’INVENTION On a représenté à la une partie d'une turbomachine d'aéronef qui comporte une veine primaire 10 d'écoulement d'un fluide, tel qu'un flux de gaz, dans laquelle un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression sont agencés. Une partie de la veine 10 est délimitée par un carter intermédiaire 12 qui est situé entre le compresseur haute pression et le compresseur basse pression. Ce carter intermédiaire 12 comporte une pluralité de vannes de décharge 14 permettant de prélever une partie du fluide s'écoulant dans la veine primaire 12 pour le rediriger vers une veine secondaire (non représentée) de la turbomachine par l'intermédiaire d'un conduit d'évacuation 16, communément appelé conduit de décharge. Dans la description qui va suivre, on fera référence à une vanne de décharge 14, il sera compris que cette description s'applique à l'identique aux autres vannes de décharge 14. Le carter intermédiaire 12 comporte une ouverture 18 qui met en communication la veine primaire 10 et le conduit de décharge 16 au travers de laquelle la vanne de décharge 14 est montée. Le carter intermédiaire comporte un face interne12i qui délimite en partie le conduit de décharge 16 et une face externe 12e qui délimite en partie la veine primaire 10. De préférence, et selon le mode de réalisation représenté aux figures, l'ouverture 18 est de forme principale rectangulaire, dont la longueur est orientée circonférentiellement et la largeur est orientée selon la direction principale de l'axe principal de la veine primaire 10. La vanne de décharge 14 comporte une porte 20 qui est montée mobile par rapport au carter intermédiaire 12 entre une position ouverte dans laquelle la porte 20 permet à une partie du fluide circulant dans la veine primaire de s'écouler vers le conduit de décharge 16 et une position fermée dans laquelle la porte obture l'ouverture 18 et isole ainsi le conduit de décharge 16 par rapport à la veine primaire 10. Ici, la porte 20 est du type intrusive, c’est-à-dire que lorsque la porte 20 est en position ouverte, elle s'étend en partie à l'intérieur de la veine primaire 10. La porte 20 est en outre configurée pour diriger favoriser à la partie du fluide qui est prélevée de s'écouler vers le conduit de décharge 16. Pour cela, la porte 20 comporte une paroi 22 qui est située en permanence dans la veine primaire 10 et dont la forme et les dimensions sont définies pour que la paroi puisse être en appui radialement contre la face externe 12e du carter intermédiaire 12 et sur toute la périphérie de l'ouverture 18, pour recouvrir la totalité de l'ouverture 18 du carter intermédiaire 12 lorsque la porte 20 est en position fermée. La paroi 22 de la porte 20 est délimitée par une face externe 24 et par une face interne 26. La face externe 24 est située à l'opposé du carter intermédiaire 12 et est apte à délimiter en partie la veine primaire 10 lorsque la porte 20 est en position fermée. La face interne 26 est située en vis-à-vis de la face externe 12e du carter intermédiaire 12 et vient en appui contre la face externe 12e du carter intermédiaire 12 lorsque la porte 20 est en position fermée. Lorsque la porte 20 est en position ouverte, la face interne 26 est située à distance de la face externe 12e du carter intermédiaire 12 et la paroi 22 est inclinée par rapport au carter intermédiaire avec un bord d'extrémité amont de la face interne 26 situé plus à distance de la face externe 12e du carter intermédiaire 12 qu'un bord d'extrémité aval de la face interne 26. Cette configuration de la paroi 22 de la porte 20 permet à la porte de former une écoper prélevant de façon plus efficace la partie du fluide qui est prélevée. La porte 20 comporte aussi un corps 28 qui s'étend vers l'intérieur à partir de la paroi 22 et qui définit un conduit permettant d'orienter la partie du fluide qui est prélevée pour s'écouler dans le conduit de décharge 16. La vanne de décharge 14 comporte aussi un cadre de support 30 qui est monté sur la face interne 12i du carter intermédiaire 12 et sur lequel la porte 20 est montée mobile en pivotement pour permettre le pivotement de la porte 20 entre sa position ouverte et sa position fermée. Le cadre de support 30 est de forme similaire à la forme du bord périphérique de l'ouverture 18 et il recouvre ce bord périphérique de l'ouverture 18, au niveau de la face interne 12i du carter intermédiaire 12. Le cadre de support 30 a par conséquent la forme d'un rectangle cintré selon la courbure du carter intermédiaire 12, dont la longueur est orientée circonférentiellement et la largeur est orientée selon la direction principale de l'axe principal de la veine primaire 10. La porte 20 est reliée directement au cadre de support 30. Le cadre de support 30 comporte à cet effet deux portées de guidage 32 définissant chacune un logement cylindrique 34 et la porte 20 comporte deux pattes 36 dont chacune est associée à une portée de guidage 32 et dont chaque patte 36 comporte une extension cylindrique 38 qui est reçue dans le logement cylindrique 34 de la portée de guidage 32 qui lui est associée. Les logements cylindriques 34 et les extensions cylindriques 38 sont coaxiaux à un même axe autour duquel la porte 20 est montée pivotante par rapport au cadre de support 30. Le cadre de support 30 comporte aussi des ergots 40, ici au nombre de quatre, par lesquels le cadre 30 et donc l'ensemble de la vanne de décharge 14 est fixé au carter intermédiaire. Les ergots sont répartis sur la périphérie du cadre de support 30, ici au niveau des coins de celui-ci puisqu'il a une forme globalement rectangulaire. Le cadre de support 30 est constitué de deux longerons 42 parallèles entre eux et parallèles à la direction de la longueur du cadre de support 30 et de deux traverses 44 parallèles entre elles et à la direction principale de l'axe principal de la veine primaire 10 qui sont perpendiculaires aux longerons 42 et reliées aux extrémités de chaque longeron 42. La vanne de décharge 14 comporte aussi un joint 46 d'étanchéité qui est destiné à assurer que l'ouverture 18 est correctement obturée lorsque la porte 20 est en position fermée. Le joint 46 est ainsi destiné à être comprimé entre la porte 20 et le cadre de support 30 lorsque la porte 20 est en position fermée. De préférence, le joint 46 est porté par le cadre de support 30 et il recouvre un bord interne 48 du cadre de support 30. Le joint 46 a ainsi une forme similaire à la forme du bord de l'ouverture 18, c'est à dire ici une forme rectangulaire. On a représenté à la un exemple de réalisation du joint 46 qui comporte un corps 50 qui vient recouvrir le bord interne 48 du cadre de support 30 et qui, en section est en forme de U ouvert en direction du cadre de support 30. Le joint 46 comporte aussi une lèvre 52 qui est fixée au corps 50 et qui est située en vis-à-vis de la face interne 26 de la paroi 22 de la porte 20. Lorsque la porte 20 est en position fermé, le bord périphérique de la face interne 26 de la paroi 22 de la porte 20 vient en appui avec la lèvre 52 et comprimer la lèvre 52 contre le cadre de support 30, assurant ainsi une étanchéité au fluide entre la porte et le cadre de support 30. Comme on peut le voir à la , un joint secondaire 56 est installé entre le cadre de support 30 et la face interne 12i du carter intermédiaire 12, pour parfaire l'étanchéité de la vanne de décharge au fluide s'écoulant dans la veine secondaire 10 lorsque la porte 20 est en position fermée. Selon un mode de réalisation préféré de la vanne de décharge 14, le cadre de support 30 est réalisé en deux parties 60, 62 assemblées l'une à l'autre. Comme on peut le voir aux figures 6 et 7, les deux parties 60, 62 du cadre 30 sont réparties de part et d'autre d'un plan sensiblement perpendiculaire à un plan principal du cadre de support 30. De préférence, ce plan est un plan médian du cadre de support 30 et est un plan axial passant par un axe principal de la veine primaire 10. Les deux parties 60, 62 du cadre de support 30 sont de préférence symétriques par rapport à ce plan axial médian du cadre de support 30. Chaque partie 60, 62 est constituée d'une traverse 44 et de deux demi-longerons 64 qui s'étendent en direction de l'autre partie 60, 62 à partir de chaque extrémité de la traverse 44. Chaque partie 60, 62 a ainsi la forme d'un U ouvert en direction de l'autre partie 60, 62. Les deux parties 60, 62 sont jointives au niveau des extrémités libres 66 des demi-longerons 64. L'extrémité libre 66 de chaque demi-longeron 64 porte une bride 68 qui coopère avec la bride 68 du demi-longeron 64 qui lui est associée pour la fixation des deux parties 60, 62 entre elles afin de reconstituer le cadre de support 30. Comme on peut le voir à la , et selon un autre aspect de la vanne de décharge 14, le joint 46 est lui aussi réalisé en deux parties 70, 72. Chaque partie 70, 72 du joint 46 est associée à une partie 60, 62 du cadre de support 30 et est en forme d'un U ouvert en direction de l'autre partie 70, 72. Ces deux parties 70, 72 du joint 46 sont de longueur linéaire telle que leurs extrémités libres sont en contact l'une avec l'autre lorsque les parties du joint 46 et les parties du cadre de support 30 sont assemblées les unes avec les autres, respectivement. Cette réalisation du cadre de support 30 et du joint 46 en deux parties permet de faciliter le montage du joint 46 sur le cadre de support 30 avant le montage de la porte 20 sur le cadre de support 30. Vanne de décharge (14) pour prélever du fluide circulant dans une veine (10) de turbomachine et diriger ledit fluide prélevé vers un conduit d'évacuation (16), la vanne de décharge (14) comprenant : - un carter (12) qui sépare la veine (10) et le conduit d'évacuation (16), comportant une ouverture (18) mettant en communication la veine (10) et le conduit d'évacuation (16), - un cadre de support (30) de porte (20) qui est destiné à être fixé au carter (12), et qui recouvre au moins en partie un bord périphérique de l'ouverture (18), - une porte (20) montée à rotation sur le cadre de support (30) entre une position ouverte dans laquelle la porte (20) autorise ledit fluide prélevé d'atteindre le conduit d'évacuation (16), et une position fermée dans laquelle la porte (20) obture l'ouverture (18), - un joint d'étanchéité (46) qui est monté sur le cadre de support (30) et qui est comprimé par la porte (20) contre le cadre de support (30) lorsque la porte (20) est en position fermée, de sorte à empêcher du gaz circulant dans la veine (10) d'atteindre le conduit d'évacuation (16) en passant entre la porte (20) et le cadre de support (30) caractérisée en ce que le cadre de support (30) est réalisé en deux parties (60, 62) assemblées l'une à l'autre et réparties de part et d'autre d'un plan sensiblement perpendiculaire à un plan principal du cadre de support (30). Vanne de décharge (14) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que les deux parties (60, 62) du cadre de support (30) sont symétriques par rapport audit plan. Vanne de décharge (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le joint d'étanchéité (46) est réalisé en deux parties (70, 72), chaque partie (70, 72) du joint d'étanchéité (46) étant montée sur l'une des deux parties (60, 62) du cadre de support (30) qui lui est associée. Vanne de décharge (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que chacune des deux parties (60, 62) du cadre de support (30) comporte une patte (36) de guidage de la porte (20) en rotation par rapport au cadre de support (30). Vanne de décharge (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ouverture (18) et le cadre de support (30) sont de forme rectangulaire, dont la longueur est orientée circonférentiellement et la largeur est orientée selon la direction principale d'un axe principal de la veine primaire (10), et en ce que chaque partie (60, 62) du cadre de support (30) est en forme de U ouvert circonférentiellement vers l'autre partie (60, 62) du cadre de support (30). Vanne de décharge (14) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque partie (70, 72) du joint d'étanchéité (46) est en forme de U ouvert circonférentiellement vers l'autre partie (70, 72) du joint d'étanchéité (46). Vanne de décharge (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la porte (20) comporte une paroi (22) qui est destinée à être située à l'intérieur de la veine (10) et qui est apte à venir obturer l'ouverture (18), qui comporte une face externe (24) qui délimite en partie la veine (10) lorsque la porte (20) est en position fermée et une face interne (26) qui est en appui contre le joint d'étanchéité (46) lorsque la porte (20) est en position fermée. Vanne de décharge (14) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte un joint secondaire (56) qui est situé entre le cadre de support (30) et le carter (12). Turbomachine d'aéronef comportant une veine (10) de circulation d'un fluide, un conduit d'évacuation (16) d'une partie du fluide s'écoulant dans la veine (10) et un carter (12) séparant le conduit d'évacuation (16) de la veine (10), le carter comportant au moins une ouverture (18) mettant en communication la veine (10) et le conduit d'évacuation (16), caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une vanne de décharge selon l'une quelconque des revendications précédentes.