INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Les termes et expressions qui ont été employés sont utilisés à titre de termes de description et non de limitation, et l’utilisation de ces termes et expressions ne vise en aucun cas à exclure toute équivalence des caractéristiques présentées et décrites ou de parties de celles-ci, mais il est entendu que diverses modifications sont possibles dans le cadre des modes de réalisation de la présente invention. Ainsi, il doit être entendu que, bien que la présente invention a été spécifiquement présentée par des modes de réalisation spécifiques et des caractéristiques optionnelles, la personne du métier peut recourir à la modification et la variation des concepts divulgués ici, et de telles modifications et variations sont considérées comme appartenant au cadre de la présente invention.
On distingue trois zones principales : les brides (à savoir la bride amont G et la bride aval H), les zones structurales (à savoir la zone structurale amont I et la zone structurale aval J) et la zone de rétention K.
La bride amont G est liée par des boulons à la manche d’entrée d’air B, tandis que la bride aval H est liée par des boulons à la virole de carter intermédiaire C, ces liaisons étant réalisées par l’avionneur. Ces brides amont G et aval H doivent présenter une bonne tenue thermomécanique en mode statique et résister à des essais de traction, compression et cisaillement.
Les zones structurales amont I et aval J du carter de soufflante A sont amincies afin de réduire la masse de ce carter. Elles doivent présenter une bonne tenue mécanique en mode dynamique.
Enfin, la zone de rétention K doit présenter une bonne tenue mécanique en mode statique et en mode dynamique et elle est généralement plus épaisse que les zones structurales.
Le carter de soufflante, de par le matériau le constituant et de par son épaisseur de peau, est en conséquence dimensionné de façon à supporter l’impact d’une aube libérée, sans subir de rupture critique, tout en permettant de retenir les fragments potentiels des aubes suiveuses et/ou autres débris qui seront ingérés à l’intérieur du moteur.
La capacité de rétention d’un carter de soufflante en composite à matrice organique CMO est assurée, entre autres, par la quantité de fibres utilisée, par la nature de ces fibres et par leur agencement au sein de la zone de rétention K. Cependant, dans le cas de perte d’une aube de soufflante, on constate lorsque l’aube percute le carter de soufflante qu’une onde de choc se produit et se propage depuis le point d’impact vers toutes les zones du carter. Dans certains cas, cette onde de choc génère de telles déformations du carter que les autres zones se retrouvent fortement sollicitées en compression.
La structure actuelle du renfort fibreux d’un carter de soufflante en composite à matrice organique CMO est très efficace en ce qui concerne la fonction de rétention de ce carter. Toutefois, elle n’est pas forcément optimisée dans les zones du carter de soufflante autres que celles de la zone de rétention K.
Aussi, lors du fonctionnement de la turbomachine, ce carter de soufflante peut être exposé à de fortes températures supérieures à 100°C, par exemple suite à un feu ou à une fuite d’une canalisation d’air comprimé dans ce carter.
Cette exposition à une forte chaleur a un impact à deux niveaux :
• on observe une dégradation des propriétés mécaniques du carter de soufflante, ce qui le rend incapable d’assurer notamment sa fonction de continuité mécanique avec les pièces environnantes,
• le différentiel de dilatation entre d’une part la manche d’entrée d’air B ou la virole de carter intermédiaire C, qui sont des pièces métalliques, et d’autre part le carter de soufflante A en composite à matrice organique CMO est très important.
À titre d’exemple purement illustratif, un tel différentiel de dilatation est de l’ordre de 1 à 4 entre le matériau composite et du titane.
Il en résulte un important moment de flexion au niveau des brides, comme on peut le voir sur les schémas des figures jointes 3 et 4, qui représentent respectivement l’état d’un carter A et de ses brides, à la température nominale d’utilisation et à une température supérieure à 100 °C.
La majorité des charges mécaniques appliquées au carter de soufflante A sont concentrées au niveau des brides G et H de ce carter et celles-ci sont principalement sollicitées en traction et en compression.
La constitution même du matériau composite (composé de fibres et d’une matrice), utilisé pour la fabrication du carter de soufflante, rend ce dernier particulièrement vulnérable en compression, sous des températures élevées, car lorsque la résine atteint sa température de transition vitreuse, elle commence à se ramollir fortement et n’assure plus sa fonction de cohésion avec les fibres.
EXPOSE DE L'INVENTION. Un but de l’invention est de proposer un carter annulaire de soufflante et plus généralement un carter annulaire de turbomachine, réalisé en composite à matrice organique CMO, qui ne présente pas les inconvénients précités.
Le dispositif 2 comprend également un circuit INT/ADC. Une entrée 202 du circuit INT/ADC est connectée au noeud 200. Ainsi, le circuit INT/ADC reçoit, pendant la durée D1, la somme IS_pwm des courants de sortie I1_pwm, I2_pwm, I3_pwm et I4_pwm fournis par les N cellules C'1, C'2, C'3 et C'4 qui ont leurs sorties couplées électriquement au noeud 200 pendant la durée D1. Le circuit INT/ADC est configuré pour fournir, à partir de la somme IS_pwm des courants Ii_pwm qu'il reçoit du noeud 200, un signal V_n ayant une valeur déterminée par une quantité totale de courant IS_pwm reçue par son entrée 202 pendant toute la durée D1. De préférence, le signal V_n est un mot numérique, c'est-à-dire un signal numérique sur plusieurs bits, codant une valeur déterminée par la quantité totale de courant reçue par l'entrée 202 du circuit pendant toute la période D1.
Selon un mode de réalisation, pour fournir le signal V_n à partir de la quantité totale de courant IS_pwm reçue par son entrée 202 pendant une durée D1, le circuit INT/ADC comprend un circuit intégrateur (non représenté en ) configuré pour intégrer la quantité de courant IS_pwm reçue pendant toute la durée D1, c'est-à-dire pour calculer, ou déterminer, la quantité totale de courant reçue par l'entrée 202 pendant la période D1. Le circuit intégrateur fourni alors un signal représentatif de la quantité totale de courant reçue par son entrée 202 pendant la période D1.
A titre d'exemple, le circuit intégrateur est un circuit analogique ayant une entrée couplée, de préférence connectée, à l'entrée 202 du circuit INT/ADC. Dans ce cas, le signal fourni par le circuit intégrateur est un signal analogique. Le circuit INT/ADC peut alors comprendre un convertisseur analogique-numérique configuré pour fournir un mot numérique résultant de la conversion analogique-numérique du signal de sortie du circuit intégrateur, et le signal V_n est déterminé à partir de ce mot numérique. En variante, le signal V_n est un signal analogique déterminé par le signal de sortie du circuit intégrateur et le circuit INT/ADC est dépourvu de convertisseur analogique numérique.
A titre d'exemple alternatif, le circuit intégrateur est un circuit numérique. Dans ce cas, le circuit INT/ADC comprend un convertisseur analogique-numérique ayant une entrée couplée, de préférence connectée, à l'entrée 202 du circuit INT/ADC, et qui convertit le signal IS_pwm reçu pendant une durée D1 en des échantillons numériques à une fréquence d'acquisition supérieure, par exemple au moins 10 fois supérieure, à l'inverse de la durée D1. Le circuit intégrateur numérique reçoit ces échantillons numériques et les intègre, c'est-à-dire ici les somme, pour fournir un signal numérique représentatif de la quantité totale de courant IS_pwm reçu pendant cette durée D1. Le signal V_n est alors un signal numérique déterminé à partir du signal de sortie numérique du circuit intégrateur.
A titre de variante de réalisation, pour fournir le signal V_n à partir de la quantité totale de courant IS_pwm reçue par son entrée 202 pendant une durée D1, le circuit INT/ADC comprend un oscillateur (non représenté en ), ayant une fréquence d'oscillation déterminée par le courant IS_pwm reçu par l'entrée 202. Par exemple, l'oscillateur est alimenté par le courant IS_pwm, de sorte que lorsque la valeur du courant IS_pwm change, la fréquence des oscillations change de manière correspondante. L'oscillateur est par exemple un oscillateur en anneau. Dans une telle variante, le circuit INT/ADC comprend en outre un compteur configuré pour fournir un signal numérique de sortie ayant une valeur déterminée par un nombre compté d'oscillations de l'oscillateur pendant cette durée D1, c'est-à-dire pendant toute cette durée D1. Ainsi, le nombre d'oscillations comptées est représentatif de la quantité totale de courant IS_pwm reçue pendant la durée D1, et le signal V_n de sortie du circuit INT/ADC est alors déterminé à partir du signal de sortie du compteur.
Alors que dans le dispositif 1, la valeur instantanée du courant Ii de chaque cellule Ci est représentative du produit de la tension Vi_a (donc de la valeur du mot Vi_n) par le poids wi programmé dans cette cellule, dans le dispositif 2, du fait que les tensions Vi_pwm sont des tensions modulées en largeur d'impulsion sur la base des mots Vi_n, c'est la quantité totale de courant Ii_pwm fourni par chaque cellule C'i sur l'ensemble de la durée D1 qui est représentative du produit de la tension Vi_pwm (donc de la valeur du mot Vi_n) par le poids Wi programmé dans cette cellule.
Cela permet de simplifier le dispositif 2 par rapport au dispositif 1 du fait que les tensions Vi_pwm ne prennent que deux niveaux contrairement aux tensions Vi_a.
En outre, cela permet de rendre le dispositif 2 moins encombrant que le dispositif 1 du fait que les N circuits DACi sont remplacés par N circuits PWMi et que les circuits PWMi sont moins encombrants que les circuits DACi.
Cela permet également d'améliorer la précision du calcul, du fait que les circuits PWMi, donc les tensions Vi_pwm, sont moins sensibles aux variations PVT que les circuits DACi, donc que les tensions Vi_a.
La représente, de façon schématique et sous la forme de blocs, un exemple de mode de réalisation d'un circuit PWMi du dispositif 2 de la , dans le cas où les durées D1 et D2 correspondent à des nombres K et Q de périodes d'une horloge clk du dispositif 2 de la . De préférence, tous les circuits PWMi sont identiques.
Dans cet exemple de mode de réalisation, le circuit PWMi comprend un compteur COUNTER cadencé à la fréquence de l'horloge clk. Le circuit PWMi et le compteur COUNTER reçoivent alors chacun l'horloge clk. Le compteur COUNTER reçoit également le mot numérique Vi_n. Pour connaitre le début de la durée D1, le circuit PMW_i et le circuit COUNTER reçoivent chacun un signal start indiquant, par exemple par une commutation entre deux états du signal start, le début de chaque durée D1.
Pendant chaque durée D1, le compteur COUNTER est configuré pour compter le nombre de période de l'horloge clk. Tant que le nombre compté est inférieur à une valeur déterminée par le mot Vi_n, le compteur COUNTER fourni un signal binaire sig2 dans un premier état, et à un deuxième état binaire sinon, c'est-à-dire dès que le nombre compté de périodes de l'horloge clk atteint cette valeur ou est supérieur à cette valeur.
Le signal Vi_pwm est alors déterminé à partir du signal sig2.
Par exemple, lorsque le premier état du signal sig2 est un état haut et le deuxième état du signal sig1 est un état bas, le signal Vi_pwm correspond, ou est égal, au signal sig2. Dit autrement, la tension Vi_pwm est à son premier niveau haut si le signal sig2 est a son premier état binaire, et la tension Vi_pwm est à son deuxième niveau bas si le signal sig2 est à son deuxième état binaire.
A titre d'exemple alternatif, lorsque le premier état du signal sig2 est un état bas et le deuxième état du signal sig1 est un état haut, le signal Vi_pwm correspond, ou est égal, à un signal complémentaire (ou inverse) du signal sig2.
A titre d'autre exemple alternatif, la tension Vi_pwm est obtenu en sortie d'un circuit, par exemple un pont diviseur de tension, configuré pour adapter les valeurs des niveaux haut et bas de la tension Vi_pwm par rapport au niveau des premier et deuxième états binaires du signal sig2 ou de son complément binaire.
Le deuxième dispositif 30 est porté par l’une des parois, et en particulier la paroi interne 23, et s’étend sur une hauteur h2 prédéterminée dans la veine (de hauteur H2 dans cette zone). Ce dispositif 30 est similaire au dispositif 30 de la à la différence près qu’il comprend son propre capot 27.
Le troisième dispositif 40 est porté par l’autre des parois, en particulier la paroi externe 22, et s’étend sur une hauteur h3 prédéterminée dans la veine (de hauteur H3 dans cette zone). Ce dispositif 40 comporte un troisième circuit de refroidissement C31 qui est dédié au refroidissement d’un circuit d’huile tertiaire C3 d’un autre équipement mécanique – avantageusement différent de l’équipement mécanique refroidi par le circuit primaire C1.
Le dispositif 30 est par exemple utilisé pour refroidir le réducteur 10 et le dispositif 40 est par exemple choisi pour refroidir un ou plusieurs des paliers 15, ou inversement.
Chacun des dispositifs 30, 40 comporte une matrice d’échange thermique 26 et un capot annulaire 27, 27’ qui est situé entre les parois 22, 23 de la veine V2 et qui recouvre cette matrice d’échange thermique 26.
Le capot 27 du dispositif 30 comprend une première extrémité 27a située en amont de la matrice d’échange thermique 26 par rapport à l’écoulement du flux de gaz, et qui a une forme divergente vis-à-vis de ce flux de gaz F2, et une seconde extrémité 27b située en aval de la matrice d’échange thermique 26 par rapport à l’écoulement du flux de gaz, et qui a une forme convergente vis-à-vis de ce flux de gaz F2.
Le dispositif 40 comprend un capot 27’ qui comprend une première extrémité 27a’ située en amont de la matrice d’échange thermique 26 par rapport à l’écoulement du flux de gaz, et qui a une forme divergente vis-à-vis de ce flux de gaz F2, et une seconde extrémité 27b’ située en aval de la matrice d’échange thermique 26 par rapport à l’écoulement du flux de gaz, et qui a une forme convergente vis-à-vis de ce flux de gaz F2.
Les capots 27, 27’ des dispositifs 30, 40 sont à distance axiale l’un de l’autre, mais peuvent en variante se chevaucher mutuellement en directement radiale.
On comprend que la totalité du flux de gaz F2 s’écoulant dans la veine V2 va pénétrer dans le dispositif 21 et va participer au refroidissement de l’huile dans le circuit C2.
Ensuite, une partie périphérique interne du flux d’air F2 (par exemple 5 à 30% du débit) s’écoulant dans la veine va pénétrer dans le dispositif 30 alors que le reste va contourner le dispositif 30. Le flux de gaz qui pénètre dans le dispositif 30 va participer au refroidissement de l’huile dans le circuit C1.
Une partie du flux de gaz qui contourne le dispositif 30 va ensuite pénétrer dans le dispositif 40 pour participer au refroidissement de l’huile dans le circuit 3.
Dans les différents modes de réalisation décrits dans ce qui précède, le circuit d’huile secondaire C2 comprend une huile ayant une température inférieure ou égale à 90°C par exemple. Le circuit d’huile principal C1, voire également le circuit d’huile tertiaire C3 dans le cas de la , comprend une huile ayant une température inférieure ou égale à 160°C par exemple.
L’invention apporte plusieurs avantages parmi lesquels : Amélioration des performances aérothermiques des dispositifs : le concept proposé permet d’optimiser l’écoulement d’un point de vue aérothermique dans chaque dispositif. En effet, le système d’échange de chaleur n’occupe pas forcément toute la hauteur radiale disponible, ce qui rend possible d’installer un dispositif divergent/convergent en amont/aval pour mieux gérer l’écoulement dans chacun des échangeurs, sans obstruer la veine, et ainsi de réaliser un ralentissement important du flux traversant chaque dispositif. Cela permet d’optimiser les performances aérothermiques de chaque dispositif, de réduire les pertes de charges côté air, et d’avoir des dispositifs plus efficaces ; Le fait d’installer les dispositifs de part et d’autre des parois de la veine permet de prélever de l’air à la même température en entrée de ces deux dispositifs, qui est approximativement la même que celle en entrée veine. Cela évite de réutiliser le même flux d’air réchauffé en sortie du premier échangeur pour refroidir l’huile dans le deuxième échangeur, et ainsi d’augmenter les performances aérothermiques des deux dispositifs ; Le décalage axial entre deux dispositifs permet de désencombrer la veine dans la direction radiale.
SYSTEME D’ECHANGE DE CHALEUR POUR UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine de l’invention La présente invention concerne le domaine général du refroidissement, et son application notamment dans le domaine de l’aéronautique. Elle vise en particulier un système d’échange de chaleur, notamment pour une turbomachine, en particulier d’aéronef.
Il est connu d’équiper la turbomachine d’un ou de plusieurs systèmes d’échange de chaleur pour réaliser l’échange de chaleur entre le fluide (typiquement de l’huile) et la source froide (air, carburant, etc.). Il existe même différents types de systèmes d’échange de chaleur qui sont par exemple les échangeurs de chaleur carburant/huile généralement connus sous l’acronyme anglais FCOC pour « Fuel Cooled Oil Cooler » et les échangeurs de chaleur air/huile connus sous l’acronyme anglais ACOC pour « Air-Cooled Oil Cooler ».
Ensemble pour turbomachine La présente divulgation concerne un ensemble pour une turbomachine d’aéronef, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
La décrit une turbomachine 1 de l’art antérieur comportant une soufflante S, un compresseur basse pression 1a, un compresseur haute pression 1b, une chambre annulaire de combustion 1c, une turbine haute pression 1d, une turbine basse pression 1e et une tuyère d’échappement 1h. Le compresseur haute pression 1b et la turbine haute pression 1d sont reliés par un arbre haute pression 2 et forment avec lui un corps haute pression (HP). Le compresseur basse pression 1a et la turbine basse pression 1e sont reliés par un arbre basse pression 3 et forment avec lui un corps basse pression (BP).
La soufflante S est entraînée par un arbre de soufflante 4 qui est entrainé par l’arbre BP 3 au moyen d’un réducteur 6.
Un arbre de turbomachine peut comporter un écrou vissé sur ledit arbre et permettant d’immobiliser axialement un élément additionnel sur cet arbre. Afin d’éviter le desserrage d’un tel écrou, il est connu d’équiper l’arbre de turbomachine d’un frein ou d’un organe de couplage de l’écrou.
Le document FR 3 007 070, au nom de la Demanderesse, divulgue ainsi un ensemble pour turbomachine, comportant un écrou vissé sur une partie d’extrémité d’un arbre tubulaire et un organe de couplage de l’écrou sur l’arbre. L’organe de couplage est formé par un anneau fendu apte à être comprimé radialement. L’organe de couplage est apte à être déplacé entre une position de couplage en rotation de l’écrou et de l’arbre, dans laquelle l’organe de couplage est logé dans une première gorge de l’écrou, et une position de découplage ou de libération de l’écrou par rapport à l’arbre, dans laquelle l’organe de couplage est logé dans une seconde gorge de l’écrou.
Le passage d’une gorge à une autre, et donc d’une position à une autre, est réalisé par une compression radiale de l’organe de couplage, une translation axiale vers la gorge correspondante, puis un relâchement de la partie déformable de façon à ce que l’organe de couplage retrouve son diamètre d’origine et vienne se loger dans la gorge correspondante.
La manipulation de l’organe de couplage est fastidieuse car l’accès à cet élément est généralement difficile pour un opérateur.
Le présent document vise à proposer un ensemble permettant une manipulation plus aisée de l’organe de couplage.
Résumé A cet effet, le présent document concerne un ensemble pour turbomachine comportant un arbre de turbomachine s’étendant suivant un axe, un écrou vissé autour dudit axe sur l’arbre de turbomachine, et un dispositif de freinage d’écrou, ledit dispositif de freinage d’écrou comportant un organe de couplage,
ledit organe de couplage comportant une première zone de couplage en rotation coopérant avec une première zone de couplage complémentaire de l’écrou, et une seconde zone de couplage en rotation coopérant avec une seconde zone de couplage complémentaire de l’arbre,
ledit organe de couplage étant apte à être déplacé axialement par rapport à l’écrou entre une position de couplage dans laquelle l’organe de couplage est couplé en rotation à l’écrou par l’intermédiaire de la première zone de couplage et de la première zone de couplage complémentaire et dans laquelle l’écrou est couplé en rotation à l’arbre par l’intermédiaire de la seconde zone de couplage et de la seconde zone de couplage complémentaire, et
une première position de découplage dans laquelle l’organe de couplage est couplé en rotation à l’écrou par l’intermédiaire de la première zone de couplage et de la première zone de couplage complémentaire et dans laquelle l’organe de couplage n’est pas couplé à l’arbre,
ledit dispositif de blocage d’écrou comprenant en outre des moyens de rappel élastiques aptes à générer un effort de rappel axial sur l’organe de couplage de façon à le déplacer axialement vers sa position de couplage.
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe de l’arbre de turbomachine.
L’organe de couplage permet ainsi de coupler en rotation l’écrou à l’arbre de turbomachine dans la position de couplage. Lorsqu’un opérateur souhaite dévisser l’écrou par rapport à l’arbre de la turbomachine, celui-ci peut déplacer axialement l’organe de couplage à l’encontre des efforts des moyens de rappel élastiques vers la première position de découplage. Dans cette position, l’organe de couplage et l’écrou restent solidaires en rotation mais sont découplés en rotation de l’arbre de turbomachine. En effet, dans cette première position de découplage, la seconde zone de couplage de l’organe de couplage est découplée de la seconde zone de couplage complémentaire de l’arbre. Il est ainsi possible de dévisser l’écrou par rapport à l’arbre.
L’organe de couplage peut être apte à être déplacé axialement par rapport à l’écrou vers une seconde position de découplage dans laquelle l’organe de couplage est découplé en rotation à l’écrou et est découplé en rotation de l’arbre.
Selon une réalisation non représentée, le dispositif motorisé d’actionnement du boitier 3 comprend : un moteur monté solidairement audit boitier, ledit moteur actionnant en rotation une vis sans fin s’étendant verticalement, ladite vis étant montée rotative sur ledit boitier, un écrou solidaire d’une entretoise reliant les extrémités supérieures des tiges 2 entre elles, ladite vis coopérant avec ledit écrou de manière à permettre un déplacement dudit boitier par mise en rotation de ladite vis.
Il est connu, notamment du document EP-3 487 726, de réaliser un appui-tête de siège de véhicule automobile, ledit appui-tête comprenant : deux tiges parallèles de liaison audit siège, lesdites tiges étant destinées à être montées en haut de dossier dudit siège, un boitier en matériau plastique moulé d’absorption d’énergie en cas de choc de la tête d’un passager sur ledit appui-tête, ledit boitier étant pourvu d’un coussin d’appui-tête, deux jeux de paliers en matériau plastique moulé, chacun desdits jeux comprenant un palier haut et un palier bas recevant une desdites tiges, lesdits paliers étant montés par emboitement dans des logements prévus dans ledit boitier, lesdits paliers étant pourvus d’un orifice de réception en coulissement de la tige correspondante de manière à permettre un réglage en hauteur dudit boitier, lesdits paliers étant en outre pourvus de pattes périphériques issues de moulage, lesdites pattes saillant radialement et étant élastiquement rétractables vers l’intérieur, lesdites pattes prenant appui contre la paroi interne desdits logements de manière à maintenir lesdits paliers bloqués dans lesdits logements.