INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Selon un mode de réalisation, la paroi de l’échasse comprend la première surface d’extrémité circonférentielle, la deuxième surface d’extrémité circonférentielle opposée à la première surface d’extrémité circonférentielle et les deux bords d’extrémité axiale opposés l’un à l’autre.
Selon un mode de réalisation, le premier élément d’accouplement est un élément d’accouplement mâle inséré dans une rainure du deuxième élément d’accouplement, ou le deuxième élément d’accouplement est un élément d’accouplement mâle inséré dans une rainure du premier élément d’accouplement.
Selon un exemple de ce mode de réalisation, l’élément d’accouplement mâle a une forme en T, la partie horizontale de la forme en T de l’élément d’accouplement mâle étant située dans l’élément d’accouplement femelle et la partie verticale de la forme en T de l’élément d’accouplement mâle s’étend d’une paroi de l’aube ou de l’organe d’étanchéité jusqu’à la partie horizontale de la forme en T. Ainsi une forme en T permet d’emboîter l’élément d’accouplement de l’organe d’étanchéité s’étendant d’une de ses parois avec l’élément d’accouplement d’une des parois de l’échasse ou de la plateforme du l’aube tout en ayant ces deux parois écartées l’une de l’autre.
Selon un exemple de ce mode de réalisation précédent, l’élément d’accouplement mâle est une excroissance en saillie par rapport à une surface d’une paroi de l’aube ou de l’organe d’étanchéité et l’élément d’accouplement femelle est un logement de réception de l’excroissance, l’élément d’accouplement femelle s’étendant d'une surface d'une paroi respectivement de l’organe d’étanchéité ou de l’aube
Selon une mise en œuvre de cet exemple de ce mode de réalisation, le deuxième élément d’accouplement comprend une base s’étendant de la surface de la paroi de l’aube, et un encrage comprenant la forme complémentaire du logement formant le premier élément d’accouplement en le comblant.
Selon un exemple de ce mode de réalisation, le trou formant l’élément d’accouplement femelle est traversant.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité comprend une surface d’extrémité circonférentielle contre la première surface d’extrémité circonférentielle de l’échasse, le deuxième élément d’accouplement s’étendant de la surface d’extrémité circonférentielle de l’organe d’étanchéité et le premier élément d’accouplement s’étendant de la première surface d’extrémité circonférentielle de l’échasse. Cela permet d’avoir un emboîtement circonferentielle entre l’organe d’étanchéité et l’une des deux aubes formant la cavité le logeant. L’emboîtement circonférentielle permet de lier radialement l’aube à l’organe d’étanchéité.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité est creux. Cela permet d’alléger l’ensemble rotatif.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité présente une première et une deuxième parois d’extrémités circonférentielles qui ont chacune une forme complémentaires respectivement de la première surface d’extrémité circonférentielle de l’échasse et d’une deuxième surface d’extrémité circonférentielle d’une échasse d’une aube voisine. Cela permet d’épouser la forme de la cavité et donc de limiter les fuites.
Selon un mode de réalisation, dans lequel la première et une deuxième parois d’extrémités circonférentielles sont incurvée.
Selon un mode de réalisation : l’organe d’étanchéité comprend une surface d’extrémité radialement externe, la plateforme comprend un premier et une deuxième bord (appelé aussi paroi) d’extrémité circonférentielle présentant chacun respectivement une première surface radialement interne et une deuxième surface radialement interne délimitant chacune respectivement la cavité formant le logement de l’organe d’étanchéité et une cavité formant un logement d’un deuxième organe d’étanchéité, la première surface radialement interne et la deuxième surface interne étant chacune respectivement en vis-à-vis de la surface d’extrémité radialement externe de l’organe d’étanchéité et d’une surface d’extrémité radialement externe du deuxième organe d’étanchéité, un jeu inter-plateforme est formé entre le premier bord d’extrémité circonférentielle et le deuxième bord d’extrémité circonférentielle d’une aube circonférentiellement adjacente, la surface d’extrémité radialement externe de l’organe d’étanchéité s’étend radialement sous le jeu inter-plateformes.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité comprend en outre une surface amont et une surface aval et en ce que la cavité est ouverte axialement au moins d’un côté aval ou amont sur toutes respectivement la surface aval ou surface amont. Cela permet d’insérer l’organe d’étanchéité dans la cavité. En outre cela permet à l’échasse d’être dépourvue de muret fermant axialement la cavité. Selon un exemple la cavité est ouverte du côté axial amont et aval et l’échasse est uniquement la paroi d’échasse.
Selon un mode de réalisation, la plateforme comprend une première et une deuxième parois (ou bord) d’extrémités circonférentielles s’étendant chacun respectivement vers une première et une deuxième autre paroi d’extrémité circonférentielle d’une première et deuxième autre aube circonférentiellement adjacente à cette aube, chacune de ces parois d’extrémités circonférentielle comprenant une première surface radialement interne délimitant la cavité logeant l’élément d’étanchéité, le premier élément d’accouplement s’étend de la première surface radialement interne de la première paroi d’extrémité circonférentielle de la plateforme, l’organe d’étanchéité comprend une surface d’extrémité radialement externe en vis-à-vis partiellement de la première surface radialement interne de la première paroi d’extrémité circonférentielle de la plateforme, le deuxième élément d’accouplement s’étendant de la surface d’extrémité radialement externe de l’organe.
montre une représentation schématique d’une coupe radiale d’une portion d’un ensemble rotatif de turbomachine selon l’art antérieur, comprenant des aubes montées sur un disque et un organe d’étanchéité entre deux aubes.
représente une vue tridimensionnelle d’une aube selon l’art antérieur.
représente une vue tridimensionnelle d’une aube d’un ensemble rotatif de turbomachine selon un exemple d’un premier mode de réalisation.
représente une vue tridimensionnelle d’un organe d’étanchéité de l’ensemble rotatif de turbomachine selon l’exemple du premier mode de réalisation.
représente une vue en coupe d’une partie de l’ensemble rotatif de turbomachine selon l’exemple du premier mode de réalisation
représente une vue tridimensionnelle d’un ensemble de l’ ensemble rotatif de turbomachine selon l’exemple du premier mode de réalisation, comprenant l’aube de la et l’organe d’étanchéité de la .
représente une vue tridimensionnelle d’un disque et d’une aube de l’ ensemble rotatif de turbomachine selon un deuxième exemple du premier mode de réalisation.
représente une vue tridimensionnelle d’une partie de l’ensemble rotatif de turbomachine selon ce deuxième exemple du premier mode de réalisation.
représente une coupe de la partie de l’ensemble rotatif de turbomachine selon ce premier exemple du premier mode de réalisation.
représente une vue tridimensionnelle d’une aube de l’ensemble rotatif de turbomachine selon un exemple d’un troisième mode de réalisation
L’invention est décrite ci-dessus en regards des figures 1 à 4 dans le cadre de modes de réalisation préférentiels. Cependant, l’invention couvre également des modes de réalisation non illustrés.
Par exemple, l’invention est applicable dans le cadre de connexion de type intégrale ou couplée-manchonnée. Dans une connexion intégrale, des composant tubulaires de grande longueur comportent à une première extrémité un élément de connexion de type male et à l’autre extrémité de type femelle, ces composants de grande longueur étant assemblés deux à deux directement. Dans une connexion de type couplée-manchonnée, des composants tubulaires de grande longueur comportent à chaque extrémité un élément de connexion de type mâle, des composants tubulaires de moindre longueur appelés coupleur comportant à chaque extrémité des éléments de connexion de type femelle, deux composants tubulaires de grande longueur étant associés par l’intermédiaire d’un coupleur.
Les connexions peuvent être de type flush ou semi-flush. Une connexion flush est une connexion dont le diamètre externe est au plus égal à 101% du diamètre externe du corps du composant tubulaire rattaché à la connexion. Une connexion semi-flush est une connexion dont le diamètre externe est au plus égal à 110% du diamètre externe du corps du composant tubulaire rattaché à la connexion.
De même, l’invention est décrite ci-dessus dans le cadre de filetage uniques, l’invention étant applicable dans le cadre de filetages comportant plusieurs zones filetées, par exemple sur plusieurs étages.
L’invention est également applicable dans le cadre d’une connexion tubulaire comportant une ou plusieurs zones d’étanchéité, situées par exemple de part et d’autre des filetages et/ou comportant une zone d’étanchéité centrale.
De même, les racines et les crêtes des dents des filetages peuvent être parallèles à l’axe de la connexion tubulaire ou bien parallèle à l’inclinaison des filetages. De telles dents peuvent présenter un profil en queue d’aronde, aussi appelés « dovetail », ou encore un profil trapézoïdal.
Le repère peut être réalisé de différentes manières. Ainsi, un tel repère peut être fait par exemples par moletage, par usinage d’une gorge formant le repère visuel, par un marquage laser, de peinture, par poinçonnage du repère ou autre.
Dans le cas d’une connexion tubulaire comportant une pluralité de premières surfaces d’étanchéité et une pluralité de deuxièmes surfaces d’étanchéité correspondantes formant deux à deux des zones d’étanchéité distinctes, alors la borne inférieure corrigée, et la borne supérieure corrigée, est la valeur minimale entre les bornes inférieures, respectivement borne entre les bornes supérieures, calculées pour chacune des zones d’étanchéité.
Moteur à air comprimé et cycle d'injection de l'air comprimé. Il existe de nombreux types de moteurs à air comprimé utilisés dans l'industrie ou pour des activités artisanales. Ces moteurs sont utilisés le plus souvent pour des usages mécaniques ou pour la motorisation de véhicules. Les moteurs à air comprimé peuvent aussi être utilisés pour la conception de systèmes de stockage et de restitution d'énergie en procédant de la manière suivante : L'air est comprimé à haute pression, typiquement des pressions supérieures à 300 bars, en utilisant les compresseurs disponibles sur le marché. Cet air comprimé est stocké dans des bonbonnes conçues pour résister à ces hautes pressions puis, selon les besoins, est injecté dans les pistons d'un moteur. Le moteur à air comprimé est couplé soit aux organes de transmission mécanique d'un véhicule pour en assurer la mobilité, soit à une génératrice d'électricité, de préférence une génératrice à aimants permanents. Dans le cas du couplage à une génératrice, on dispose ainsi d'une source de courant et de tension qui peut se substituer aux systèmes de batteries ou à d'autres moyens de stockage d'énergie tels que les super-capacités. La durée de fonctionnement du système, dépend de la quantité d'air comprimé stocké, de la consommation d'air par le moteur et, par conséquent, du type de moteur et du cycle d'injection de l'air comprimé dans ce moteur.
Le brevet FR 3 115 333 décrit une valve d’injection d’air comprimé dans un moteur à air comprimé. Le brevet FR 3 115 333 affirme aussi qu’on peut améliorer les performances du moteur en créant les conditions pour que l'air comprimé injecté dans le piston du moteur rencontre des surfaces chaudes, ce qui peut se faire de deux manières : En favorisant les échanges thermiques du moteur avec son environnement qui serait à température élevée, ou en récupérant la chaleur d'une autre source pour chauffer le moteur. En comprimant un volume d'air prélevé à la pression atmosphérique, à l'extérieur du moteur, selon le principe utilisé dans les moteurs thermiques "diesel" ou les moteurs thermiques dits "deux temps".
L'invention, objet du présent brevet, décrit un moteur à air comprimé, et un cycle d'injection d'air comprimé dans ce moteur, conçu selon le principe connu des moteurs à explosion dits à "deux temps" ou des moteurs "diesel".
Un moteur deux temps, à explosion, fonctionne de la manière suivante, , les étapes de ce cycle de combustion sont schématisées sur la . a- De l'air extérieur, qui est à la pression atmosphérique, est aspiré par l'entrée d'air (1.2) lorsque le piston (3-1) se déplace vers le haut. L'air extérieur mélangé à de l'essence est aspiré dans la chambre du vilebrequin (3-3) située sous le piston. image b. b- Un clapet (1-2-1) s'ouvre et se ferme en phase avec le déplacement du piston du moteur. Lorsque le piston monte l'air extérieur est aspiré dans le bas-moteur et le clapet (1-2-1) est ouvert. c- En redescendant, le piston comprime l'air de la chambre du vilebrequin. Le clapet (1-2-1) est fermé. Lorsque l'orifice (1-1) est dégagé, quand le piston redescend, le mélange air/essence de la chambre du vilebrequin est injecté dans la chambre (1-3) du piston. Ce mélange chasse les résidus de combustion, résultant de l'explosion du cycle précédent, présents dans le volume supérieur du piston via l'orifice de sortie (1-4). image a. d- En remontant, le piston couvre l'orifice de sortie (1-4) et comprime le mélange air/essence qui atteint une haute température, image c. Une étincelle fournie par la bougie (4) fait exploser le mélange qui repousse violemment le piston vers le bas, image d, et le cycle reprend. Sous l'effet de la compression, le mélange peut être porté à une température élevée, supérieure à 400°C, si le taux de compression est suffisant, ce qui fait que dans les moteurs diesel, le mélange explose spontanément. La chambre d'expansion du piston (1-3) et le moteur sont fabriqués dans un alliage, de préférence à capacité calorifique élevée, à haute conductibilité thermique, tel qu'un alliage d'aluminium, pour favoriser le refroidissement de la chambre du piston du moteur thermique.
Notre invention va être décrite plus précisément dans la suite de ce texte en utilisant le schéma de moteur de la qui présente une coupe du moteur à air comprimé. On identifie les composants suivants sur la ainsi que sur la : Bloc moteur (1) Pièces en mouvement (3) Chambre du vilebrequin (2) Piston (3-1) Fenêtre d'injection d'air dans le cylindre (1-1) Déflecteur d'air entrant (3-1-1) Canal de circulation d'air dans le bas moteur (1-1-1) Bielle (3-2) Aspiration d'air extérieur dans le bas moteur (1-2) Vilebrequin (3-3) Clapet d'entrée d'air extérieur (1-2-1) Axe moteur (3-4) Chambre du piston (1-3) Masselotte d'équilibrage/volant (3-5) Sortie d'air détendu (1-4) Gorge joint d'étanchéité (3-6) [Fig. 3] et [Fig. 4] [Fig. 4] Entrée d'air comprimé haute pression (4-1) Sortie d'air comprimé (5-1) Soupape d'entrée d'air comprimé haute pression (4-2) Soupape de sortie d'air comprimé (5-2) Tige (4-3) Tige (5-3) Ressort de soupape (4-4) Ressort de soupape (5-4) Plaque d'appui de la came (4-5) Plaque d'appui de la came (5-5) Arbre à came gauche (4-6) Arbre à came droit (5-6) Culasse du moteur (6)
Notamment il est connu du document FR3102506, dont la fait partie de de l’état de l’art antérieur, appartenant à la demanderesse, une roue mobile de turbine comprend un disque 3 et des aubes 2 montés sur le disque 3 de façon régulièrement réparties autour du disque 3. Chaque aube 2 comprend un pied 23 de fixation monté dans des alvéoles 30 du disque 3 formé par des dents 31. Les alvéoles 30 ou rainures sont régulièrement réparties en périphérie du disque 3 et définissent entre elles les dents 31. Chaque aube 2 comprend en outre une échasse 24 qui prolonge radialement vers l’extérieur le pied 23 de l’aube 2. La représente une échasse 24, un pied 23 d’une aube 2. L’échasse 24 comprend une paroi 24r s’étendant radialement vers l’extérieur du pied 23 et une plateforme 26 qui s’étend à l’extrémité radialement externe de l’échasse 24. Typiquement, chaque aube 2 d'une roue de turbine comprend une pale 27 reliée à son extrémité radialement interne à la plateforme 26.
L’échasse 24 comprend en outre quatre murets (dont trois sont entourés sur la ) situé chacun d’un des côté axial et latéral du muret central 24r. Ainsi deux des quatre murets sont latéraux d’un premier côté axial et les deux autres sont de l’autre côté axial. Du premier côté axial, un premier muret amont latéral 24ac et un deuxième muret amont latéral 24bc de l’autre côté latéral (référencés sur la ) s’étendent d’une extrémité axial amont du muret axial 24r. De l’autre côté axial, un premier muret aval 24ad et un deuxième muret aval latéral 24bd (référencés sur la , non représenté sur la ) s’étendent chacun de l’extrémité axial aval du muret axial 24r. Les murets s'étendent transversalement à l'axe de rotation de la turbomachine mais ne sont pas nécessairement radiales. Les murets amonts des aubes sont ainsi agencés circonfonrentiellement bout à bout et il en est de même des murets avals.
Lorsque la roue mobile est assemblée, les plates-formes des aubes s’étendent circonférentiellement bout-à-bout autour du disque, en étant espacées les unes des autres par de faibles jeux J séparant leurs plateforme respectives.
La plateforme 26 forme avec les murets de l’échasse 24 de chaque aube une première et deuxième demi-cavités 24a, 24b, qui forme avec la demi cavité d’une aube voisine (aube contigüe) une cavité 213.
Chaque muret permet aussi de limiter les réintroductions d'air dans les cavités.
Il est connu en outre de monter dans ces cavités 213, des organes d'étanchéité pour limiter les fuites entre les plates-formes, représenté par un jeu inter-plateforme J sur la . Ces fuites correspondent à du gaz circulant d’amont en aval du disque, entre les jeux inter-plateformes, sans entraîner de pale. Ces organes peuvent également être conçus pour assurer un amortissement des vibrations auxquelles les aubes sont soumises en fonctionnement. Ainsi, chaque organe d'étanchéité 212, encore appelé « bonbon », est engagé dans une cavité 213 délimitée par deux demi-cavités 24a, 24b de deux aubes circonférentiellement adjacentes.
Les organes d'étanchéité sont ainsi maintenus axialement d’un côté axial par la paire de murets amont latéral comprenant le murets amont latéral 24ac avec le deuxième muret amont latéral 24bc de l’aube contigüe et de l’autre côté axial, par la paire de muret aval comprenant le premier muret aval 24ad et le deuxième muret aval latéral 24ad de l’aube contigüe. Il est connu aussi des butées sur ces murets pour retenir l’organe d’étanchéité. Cependant, il existe un jeu axial entre l’organe d’étanchéité et une des deux paires de murets entraînant un déplacement de ce dernier axialement, pouvant entrainer des vibrations et des problèmes de fuites de gaz entre une de ces deux paires et le jeu inter-plateforme J non recouvert. En particulier, ce jeu axial existe étant donné des contraintes de fabrication, de l’organe d’étanchéité, des murets des aubes, et des contraintes de montages pouvant entrainer un décalage axial entre deux aubes. Il est connu du document FR3027950 et du document EP1507960 de la demanderesse, des organes d’étanchéités comprenant des parois d’extrémités axiaux comprenant des lamelles déformées élastiquement contre au moins une paire de murets pour éviter ce jeu. Cependant d’une part ces parois élastiques nécessitent des paires de murets, et d’autre part des problèmes de montage pour assurer que l’organe d’étanchéité est monté contre les plateformes des deux aubes et de durée de vie du fait des dilatation et contraction thermique par les contraintes thermiques sur ces organes d’étanchéités.
En fonctionnement, l’organe d’étanchéité est plaqué par effet centrifuge ou maintenu élastiquement contre des faces internes des plateformes des deux aubes contigües, de manière à limiter les fuites de gaz à travers le jeu inter-plateforme J séparant les flancs de ces deux aubes circonférentiellement adjacentes.
En outre, il existe des aubes en matériau composite à matrice céramique (C.M.C.). L'utilisation de ce type de matériau permet de réduire le poids des aubes et d'augmenter leur résistance aux températures élevées, mais nécessite également de revoir la géométrie des aubes, en particulier des plates-formes. En effet, il est relativement compliqué de réaliser une plate-forme comportant une structure similaire à celle de l'art antérieur, en particulier il est compliqué de réaliser les murets de l’échasse ce qui augmente le coût et en outre sont peu robustes (tenue mécanique faible). Une telle structure générant notamment des problèmes de torsion des fibres du matériau lors de la fabrication. Bien entendu, ce problème de simplification de la structure des plates-formes peut également se poser avec d'autres types d'aubes. Il existe donc ainsi un besoin de diminuer les coûts pour les aubes en Composite à Matrice Céramique CMC tout en évitant les fuites à travers le jeu inter-plateforme séparant deux aubes circonférentiellement adjacentes correspond à une perte de performance d’une part en ce qu’il ne génère pas de force motrice et d’autre part en ce qu’il réchauffe les dents du disque ce qui nécessite d’accroître leur refroidissement avec du gaz frais supplémentaire prélevé en amont, ce qui induit une baisse de performance supplémentaire.
On comprend que la forme de chaque dispositif est imposée par la forme de l'aube, plus spécifiquement par la géométrie de la cavité. Pour réaliser le montage de la roue mobile, l'opérateur procède de la manière suivante. Tout d'abord, l'opérateur engage un pied d'aube, depuis une extrémité aval par exemple, dans une alvéole du disque. L'opérateur monte ensuite simultanément un couple aube/dispositif d'étanchéité et répète cette opération jusqu'au montage de l'avant-dernière aube. Le montage de la dernière aube doit être réalisé en même temps que les deux dispositifs d'étanchéité de part et d'autre de l'échasse de l'aube. Pour cela, un savoir-faire et une formation technique est nécessaire et il est courant que le positionnement de cette dernière aube nécessite autant de temps que le positionnement de toutes les aubes précédemment positionnées.
Il existe aussi un besoin de diminuer le temps de montage en particulier, celle de la dernière aube.
Il est connu du document FR3006364A1 de remplacer d’un des côtés axial, les murets par un flasque annulaire d'étanchéité monté en partie amont ou aval du disque, le flasque s'étendant radialement entre les plates-formes et le disque. Le flasque comporte des moyens de couplage en rotation avec l'un au moins des organes d'étanchéité. L’opération consiste ainsi à insérer des dents de ce flasque une fois toutes les aubes et organes d’étanchéité disposés, dans des zones en creux du disque de manière à pouvoir insérer axialement. Une fois cette insertion réalisée, le pivotement du flasque par rapport au disque, d'une valeur angulaire déterminée, permet de positionner les dents du flasque en regard de dents de la couronne, et d'éviter ainsi le retrait accidentel du flasque.
Cependant, ce flasque est couteux et nécessite en outre d’insérer les organes d’étanchéité de façon horizontale avant l’insertion de ce flasque pour éviter de tomber.
Il existe donc un besoin d’améliorer la tenue d’un organe d’étanchéité entre deux aubes, en particulier en CMC.
L’invention offre une solution à un des problèmes évoqués précédemment, en permettant d’avoir une aube comprenant une échasse comprenant un élément de d’accouplement accouplé par emboitement mâle-femelle avec un élément d’accouplement axial complémentaire d’un organe d’étanchéité pour maintenir l’organe d’étanchéité axialement dans une cavité formant un logement de l’organe d’étanchéité, formée avec une aube voisine.
L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique pour la tenue axiale de l’organe d’étanchéité, en proposant une aube, par exemple en C.M.C, dont la structure peut être simplifiée, tout en assurant les fonctions d'étanchéité précitées.