INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Cependant, pendant le cycle de fonctionnement d’un ensemble 10 de turbomachine selon la , il existe un phénomène de frottement entre la cartouche d’abradable 246 à la virole annulaire 240 du stator 100 et les léchettes d’étanchéité 54 du rotor 50 qui provoque l’accélération de l’usure de ces deux pièces et requiert le remplacement régulier de la cartouche d’abradable 246, ce qui entraîne un coût de maintenance relativement élevé. De plus, l’usure de la cartouche d’abradable 246 et des léchettes d’étanchéité 54 augmentent l’espace entre ces deux pièces ce qui provoque des fuites et impacte les performances et le rendement de la turbomachine entre deux pas de maintenance.
Par conséquent, tels que représentés à la , le stator 100 et le rotor 50 de l’ensemble 10 de turbomachine ont été modifiés afin de résoudre le problème de frottement. Plus particulièrement, la virole annulaire 240, le flasque amont annulaire 248 et la cartouche d’abradable 246 du stator 100 ont été supprimés et remplacés par au moins un patin sectorisé 30 (de préférence au moins trois patins sectorisés 30, le nombre de patins sectorisés 30 étant proportionnel au diamètre du stator 100), et le rotor 50 a été modifié pour comporter une surface d’étanchéité 52 sensiblement plane et dépourvue de léchettes d’étanchéité 54.
Chaque patin sectorisé 30 du stator 100 est agencé entre au moins une aube fixe 20 et le rotor 50 et comprend : une portion engagée 310 logée à l’intérieur du rail de guidage 212 comprenant une rainure 316 dans laquelle est insérée un tenon 216 de la plateforme interne 210 d’une aube fixe 20, et une base 320 s’étendant axialement entre un bord amont 320A et un bord aval 320B, supportant la portion engagée 310 et comportant : une gorge amont 322 et une gorge aval 324 opposées axialement l’une par rapport à l’autre, et une surface d’étanchéité 325 opposée radialement à la portion engagée 310.
La surface d’étanchéité 52 du rotor 50 est agencée en vis-à-vis de la surface d’étanchéité 325 de chaque patin sectorisé 30 du stator 10 de sorte que les surfaces d’étanchéités 325, 52 sont espacées radialement l’une par rapport à l’autre d’un jeu J constant selon toute la circonférence du rotor 50. Le jeu J formé en-dessous de la surface d’étanchéité 325 de chaque patin sectorisé 30 est décroissant du bord amont 320A vers le bord aval 320B de la base 320 du patin sectorisé 30. Une telle géométrie de l’ensemble 10 de turbomachine selon la permet d’éliminer les phénomènes de frottement entre le stator 100 et le rotor 50.
Cependant, pendant le cycle de fonctionnement d’un ensemble 10 de turbomachine selon la , chaque patin sectorisé 30 est mobile entre l’aube fixe 20 et le rotor 50 par un effet de pallier d’air. L’effet de pallier d’air correspond à la différence de pression, au niveau du bord amont 320A de la base 320 de chaque patin sectorisé 30, entre une pression inférieure Pi exercée radialement contre la face d’étanchéité 325 et d’une pression supérieure Ps exercée radialement dans la gorge amont 322, les pressions inférieure Pi et supérieure Ps s’exerçant selon une direction opposée l’une par rapport à l’autre.
Cet effet de pallier d’air a pour conséquence de piloter le jeu J formé entre la surface d’étanchéité 325 du stator 100 et la surface d’étanchéité 52 du rotor 50, au niveau du bord aval 320B de la base 320 du patin sectorisé 30, le jeu J étant constant selon toute la circonférence du rotor 50. Dans le cas d’un ensemble 10 tel que représenté à la , le jeu J peut varier à la fois entre la phase selon laquelle la turbomachine est à l’arrêt et son cycle de fonctionnement et à la fois pendant la phase de croisière de chaque cycle de fonctionnement de la turbomachine, correspondant à la phase pendant laquelle la consommation de la turbomachine est la plus importante. Cependant, la variation du jeu J pendant la phase de croisière peut altérer les performances et le rendement de la turbomachine contrairement à la variation du jeu J entre la phase d’arrêt et le cycle de fonctionnement de machine.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en proposant un ensemble de turbomachine muni d’un rotor et d’un stator de turbomachine équipé d’aubes fixes et de patins sectorisés, qui présentent une géométrie particulière.
Un premier aspect de l’invention concerne un ensemble de turbomachine comprenant un stator et un rotor d’axe X selon lesquels le stator comprend : des aubes fixes réparties annulairement autour de l’axe X, chacune des aubes fixes étant équipée d’une plateforme interne comprenant un rail de guidage, et des patins sectorisés répartis annulairement autour de l’axe X, chacun agencé entre au moins une aube fixe et le rotor et comprenant une portion engagée logée à l’intérieur du rail de guidage.
Le stator comprend au moins un ressort monté comprimé dans les patins sectorisés.
L’ensemble de turbomachine selon l’invention permet, grâce à la présence d’au moins un ressort dans les patins sectorisés, un déplacement compensateur de chaque patin sectorisé dans le rail de guidage de la plateforme interne de l’aube fixe de manière à absorber les déplacements thermomécaniques des éléments environnants. Un tel ensemble permet d’obtenir un jeu constant entre les patins sectorisés et le rotor, selon toute la circonférence du rotor, en phase de croisière du cycle de fonctionnement de l’ensemble de turbomachine, même en présence d’effets de pallier d’air.
Avantageusement, la plateforme interne d’au moins une aube fixe, de préférence d’au moins trois aubes fixes, comprend un tenon reçu dans une rainure de l’un des patins sectorisés. Une telle caractéristique permet de guider le déplacement des patins sectorisés suivant une direction radiale pour assurer une coaxialité entre les patins sectorisés et le rotor.
Avantageusement, le rotor et les patins sectorisés sont espacés radialement d’un jeu J constant l’un par rapport aux autres.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention, le ressort du stator comporte un unique jonc élastique agencé à l’intérieur des portions engagées et entourant les patins sectorisés.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, la portion engagée de chaque patin sectorisé est supportée par une base comportant au moins une gorge amont ou aval, et le stator comprend un ressort comportant un jonc élastique agencé dans l’une des gorges amont ou aval et entourant les patins sectorisés.
Avantageusement, selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, le jonc élastique du ressort est ondulé et reçu alternativement dans un logement inférieur et dans un logement supérieur de l’une des gorges amont ou aval, chaque logement présentant une forme complémentaire de celle du jonc élastique.
Préférentiellement, selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, les logements inférieur et supérieur de l’une des gorge amont ou aval sont agencés parallèlement l’un par rapport à l’autre et présentent chacun une succession de surfaces courbées alternativement concaves et convexes, le jonc élastique du ressort présente succession de courbes alternativement concaves et convexes ; et le jonc élastique du ressort est agencé de sorte que chaque courbe convexe du jonc élastique est agencée en appui contre l’une des surfaces courbées concave de l’un des logements inférieur ou supérieur et que chaque courbe concave est agencée en appui contre l’une des surfaces courbées convexes de l’autre des logements supérieur ou inférieur.
Préférentiellement, selon le deuxième mode de réalisation de l’invention, chaque patin sectorisé comprend des tiges de verrouillage chacune agencée axialement dans l’un des logements inférieur ou supérieur de l’une des gorges amont ou aval et reçue dans une encoche de verrouillage du jonc élastique.
Selon un troisième mode de réalisation de l’invention, le stator comprend plusieurs ressorts chacun agencé dans deux patins sectorisés adjacents.
Avantageusement, selon le troisième mode de réalisation de l’invention, chaque patin sectorisé comprend un canal de maintien agencé dans la portion engagée et recevant au moins une partie d’un ressort.
Selon une première variante du troisième mode de réalisation de l’invention, chaque ressort comporte une bande ondulée, et chaque patin sectorisé comprend deux tiges de verrouillage chacune agencée axialement dans le canal de maintien d’un des patins sectorisés adjacents, au voisinage d’une extrémité du patin sectorisé, de sorte que chaque bande ondulée est montée comprimée dans le canal de maintien pour permettre une déformation élastique de la bande ondulée en exerçant une force tangentielle entre les tiges de verrouillage de deux patins sectorisés adjacents.
Selon une deuxième variante du troisième mode de réalisation de l’invention, chaque ressort est un ressort double comprenant deux pattes d’appui chacune agencée dans le canal de maintien de la portion engagée d’un des patins sectorisés adjacents, et une portion de liaison reliant les deux pattes d’appui et s’étendant radialement à l’extérieur des canaux de maintien.
Préférentiellement, selon la deuxième variante du troisième mode de réalisation, la portion de liaison de chaque ressort double est montée comprimé dans la portion engagée de chacun des patins sectorisés adjacents pour permettre une déformation élastique du ressort double en exerçant une force radiale contre une paroi intérieure du rail de guidage.
Un deuxième aspect de l’invention concerne une turbomachine comprenant un ensemble selon le premier aspect de l’invention.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : La , déjà décrite, est une vue schématique partielle d’un premier ensemble de turbomachine comprenant un stator et un rotor selon un premier exemple de l’état de la technique ; La , déjà décrite, est une vue schématique partielle d’un deuxième ensemble de turbomachine comprenant un stator et un rotor selon un deuxième exemple de l’état de la technique ; La est une vue en perspective éclatée d’un ensemble de turbomachine comprenant un stator et un rotor selon l’invention ; La est une vue en perspective partiellement éclatée d’un stator de l’ensemble de turbomachine de la muni d’aubes fixes et de patins sectorisés selon l’invention ; La est une vue en perspective d’un patin sectorisé de stator selon un premier et un deuxième modes de réalisation de l’invention ; La est une vue en perspective partielle de deux patins sectorisés adjacents selon la , comprenant un ressort selon le premier mode de réalisation de l’invention, en position montée du ressort dans les patins sectorisés ; La est une vue en perspective partielle éclatée d’un patin sectorisé selon la comprenant un ressort selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue en perspective partielle d’un patin sectorisé selon la comprenant un ressort selon la en position montée et bloquée du ressort dans le patin sectorisé ; La est vue en perspective d’un patin sectorisé de stator selon un troisième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue en perspective partielle éclatée d’un ensemble de turbomachine comprenant un stator muni de patins sectorisés selon la et d’un ressort selon une première variante du troisième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue en perspective partielle éclatée d’un ensemble de turbomachine comprenant un stator muni de patins sectorisés selon la et d’un ressort selon une deuxième variante du troisième mode de réalisation de l’invention ; La est une vue en perspective partielle d’un patin sectorisé selon la et d’un ressort selon une deuxième variante du troisième mode de réalisation de l’invention.
Pour la compréhension de l'invention, on adoptera les orientations radiale, tangentielle et axiale selon le repère RTA indiqué aux figures, dont les axes tangent T et axial A s’étendent dans un plan vertical suivant l’orientation aux figures. L’axe axial A est parallèle à un axe X du rotor et du stator l’ensemble de turbomachine. Le rotor vers le stator de l’ensemble de turbomachine est orienté selon l’axe radial R du repère RTA.
Dans la description, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d’écoulement du flux gazeux dans la turbomachine. De plus, les termes « interne » et « externe » sont définis par rapport à l’axe X, le terme « interne » désigne l’élément le plus proche de l’axe de rotation X, par opposition au terme « externe » qui désigne l’élément le plus éloigné de l’axe X, notamment dans l’expression « plateforme interne » et « plateforme externe ».
La représente un ensemble 10 de turbomachine, formé par un stator 100 et un rotor 50 d’axe X.
Le stator 100 selon l’invention comporte des aubes fixes 20 agencées annulairement autour de l’axe x, des patins sectorisés 30 chacun agencé radialement entre au moins une aube fixe 20 et le rotor 50 et au moins un ressort 40 (visible aux figures 6, 7, 9, 10 et 11) monté comprimé dans les patins sectorisés 30.
Telle que représentée à la , chaque aube fixe 20 du stator 100 comprend : une plateforme interne 210 s’étendant tangentiellement entre une première et une deuxième extrémités 210A, 210B et comprenant un rail de guidage 212 à section en U, une plateforme externe 220 sensiblement parallèle à la plateforme interne 210, et une pale 230 s’étendant radialement entre la plateforme interne 210 et la plateforme externe 220 et solidaire de celles-ci.
L’extrémité amont 210A de la plateforme interne 210 de chaque aube fixe 20 est agencée en regard de l’extrémité aval 210B de la plateforme interne 210 de l’aube fixe 20 adjacente.
Tel que représenté à la , chaque patin sectorisé 30 du stator 100 s’étend tangentiellement entre une première et une deuxième extrémités 30A, 30B et comprend : une portion engagée 310, et une base 320 s’étendant axialement entre un bord amont 320A et un bord aval 320B, supportant la portion engagée 310 et comportant : une gorge amont 322 (visible à la figure 5) et une gorge aval 324 opposées axialement l’une par rapport à l’autre, et une surface d’étanchéité 325 opposée radialement à la portion engagée 310.
L’extrémité amont 30A de chaque patin sectorisé 30 est agencée en regard de l’extrémité aval 30B du patin sectorisé 30 adjacent.
Telle qu’illustrée aux figures 3 et 4, la plateforme interne 210 d’au moins une aube fixe 20 est équipée d’un tenon 216 et chaque patin sectorisé 30 comprend une rainure 316 de sorte qu’en position assemblée du stator 100, le tenon 216 est reçu dans la rainure 316. Chaque tenon 216 et chaque rainure 316 s’étendent selon une direction radiale de manière à guider radialement le déplacement compensateur des patins sectorisés 30 par rapport aux aubes fixes 20.
Avantageusement, chaque patin sectorisé 30 est agencé en vis-à-vis de plusieurs aubes fixes 20, le nombre de patins sectorisés 30 est donc strictement inférieur au nombre d’aubes fixes 20. De plus, chaque patin sectorisé 30 comprend une seule rainure 316 et le nombre d’aubes fixes 20 équipées d’un tenon 216 est égale au nombre total de patins sectorisés 30 du stator 100. Le stator 100 selon un exemple représenté à la comprend quatre patins sectorisés 30 (le nombre de patins sectorisés 30 étant proportionnel au diamètre du stator 100) et trente-huit aubes fixes 20, chacun des quatre patins sectorisés 30 comprenant une rainure 316 et seulement quatre aubes fixes 20 sont équipées d’un tenon 216.
En position assemblée de l’ensemble 10 telle que représentée aux figures 5 et 8 : la portion engagée 310 d’un patin sectorisé 30 est logée à l’intérieur du rail de guidage 212 de chaque aube fixe 20 agencée en vis-à-vis de ce patin sectorisé 30, le tenon 216 de l’aube fixe 20 qui est équipée est reçu dans la rainure 316 du patin sectorisé 30, et la surface d’étanchéité 325 de chaque patin sectorisé 30 du stator 100 est agencée en vis-à-vis d’une surface d’étanchéité 52 du rotor 50, les surfaces d’étanchéité 325 et 52 étant espacées radialement l’une par rapport à l’autre d’un jeu J, le jeu J étant minimal au niveau du bord aval 320B de la base 320 du patin sectorisé 30 et constant selon toute la circonférence du rotor 50.
Telle que représentée à la , la portion engagée 310 de chaque patin sectorisé 30 de l’ensemble 10 selon un premier et un deuxième mode de réalisation de l’invention comprend : un logement à section en U 311 formé à l’intérieur de la portion engagée 310, et une paroi intérieure 312 agencée dans la portion engagée 310 en regard d’une paroi intérieure 214 de la plateforme interne 210 de l’aube fixe 20.
Selon le premier mode de réalisation de l’invention représenté à la , le stator 100 comprend un unique ressort 40 comportant un jonc élastique 410 agencé à l’intérieur de la portion engagée 310 de chacun des patins sectorisés 30 et entourant la totalité des patins sectorisés 30 du stator 100. Le jonc élastique 410 est donc monté dans le logement à section en U 311 de la portion engagée 310 et s’étend selon toute la circonférence de ce logement à section en U 311. Avantageusement, le jonc élastique 410 effectue plusieurs tours circonférentiels dans le logement à section en U 311.
En position montée du ressort 40 dans les patins sectorisés 30, le jonc élastique 410 est comprimé dans les portions engagées 310 des patins sectorisés 30 pour permettre une déformation élastique de ce jonc élastique 410 en exerçant une force tangentielle contre la paroi intérieure 312 de la portion engagée 310 de chaque patin sectorisé 30.
Selon le deuxième mode de réalisation de l’invention représenté aux figures 7 et 8, le stator 100 comprend un unique ressort 40 comportant un jonc élastique 411 agencé dans la gorge aval 324 de la base 320 de chacun des patins sectorisés 30 et entourant la totalité des patins sectorisés 30. Avantageusement, le jonc élastique 411 effectue un seul tour circonférentiel dans la gorge aval 324.
En position montée et bloquée du ressort 40 dans les patins sectorisés 30 telle que représentée à la , le jonc élastique 411 est comprimé dans la gorge aval 324 des patins sectorisés 30 pour permettre une déformation élastique du jonc élastique 411 en exerçant une force tangentielle contre une paroi intérieure de la gorge aval 322 de la base 320 de chaque patin sectorisé 30.
Avantageusement, tel que représenté aux figures 7 et 8, la gorge aval 324 de chaque patin sectorisé 30 comprend un logement inférieur 326 et un logement supérieur 328 opposés radialement l’un par rapport à l’autre. Les logements inférieur 326 et supérieur 328 sont festonnés sous la forme d’une succession de surfaces courbées alternativement concaves et convexes, et les logements inférieur 326 et supérieur 328 sont agencés parallèlement l’un par rapport à l’autre.
L’invention a également pour objet un dispositif autonome de prélèvement, de transport et de pose d’un objet, comportant un premier châssis supportant au moins un propulseur du dispositif, au moins un premier module de stockage d’énergie électrique adapté pour alimenter électriquement le propulseur, et au moins un élément de connexion adapté pour la recharge du premier module de stockage et d’alimentation, l’élément de connexion comportant une surface de connexion électrique supportée par le premier châssis et présentant une forme de portion de surface développable dont la génératrice est sensiblement perpendiculaire au premier châssis.
Le dispositif autonome peut comporter au moins deux modules de stockage d’énergie, notamment au moins quatre modules de stockage d’énergie. Les modules de stockage d’énergie peuvent être tous montés de manière simultanée sur le dispositif autonome.
Le dispositif autonome peut permettre d’améliorer la sécurité du site de prélèvement, de transport et de pose. En effet, en évitant à l’homme d’approcher de la zone de prélèvement, de transport et de pose, le drone peut effectuer ses vols en totale autonomie sans risque d’accident sur le chantier.
On entend par au moins un élément de connexion, une paire d’éléments embarqués dans le dispositif, dits « récepteurs ». La paire de récepteurs pouvant être reliée électriquement à la phase et au retour de phase du système de stockage d’énergie. La paire de récepteurs peut être adaptée pour alimenter électriquement le au moins un propulseur.
Avantageusement, la portion de surface développable de l’élément de connexion présente une forme concave.
L’élément de connexion peut comporter une forme concave en V ou en U.
Avantageusement, l’élément de connexion comporte un élément de suspension s’étendant à partir du premier châssis, ledit élément de suspension comportant, la surface de connexion électrique.
L’élément de suspension peut s’étendre au-delà du châssis. Dans un autre mode de réalisation, l’élément de suspension peut être confondu avec le premier châssis.
L’élément de connexion peut comporter un élément de suspension articulé et un archet comportant ladite portion de surface développable dont la génératrice est sensiblement perpendiculaire au premier châssis du dispositif.
Avantageusement, l’élément de suspension est fixe.
Application Comme indiqué précédemment, la composition selon l’invention peut être mise en œuvre comme fluide de refroidissement et/ou de lubrification pour un système mobile et/ou stationnaire.
Mise en œuvre 6 : La garniture à coquilles selon la mise en œuvre 3, dans laquelle la garniture à coquilles comprend une ou plusieurs rainures, dans laquelle la ou les rainures sont configurées pour augmenter la surface de la garniture à coquilles, et dans laquelle la surface augmentée augmente la vitesse de réaction avec le fluide de trou de forage réactif.
Mise en œuvre 7 : Un système d'étanchéité annulaire à utiliser dans un trou de forage à proximité d'une formation souterraine comprenant : une tubulure ; un ou plusieurs tamis expansibles couplés à la tubulure ; et une garniture à coquilles comprenant un matériau non élastomère expansible et configurée pour envelopper annulairement une partie non conforme de la tubulure entre le ou les tamis expansibles.
Mise en œuvre 8 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 7, dans lequel la garniture à coquilles comprend un premier élément d'étanchéité et un second élément d'étanchéité, dans lequel le second élément d'étanchéité est configuré pour se coupler au premier élément d'étanchéité afin de former la garniture à coquilles.
Mise en œuvre 9 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 7, dans lequel la garniture à coquilles est configurée pour se dilater et former une interface d'étanchéité avec le trou de forage par une réaction chimique avec un fluide de trou de forage réactif dans le trou de forage, dans lequel le fluide de trou de forage réactif est une saumure.
Mise en œuvre 10 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 9, dans lequel le matériau non élastomère expansible comprend un métal expansible et un alliage métallique expansible configuré pour réagir avec le fluide de trou de forage réactif.
Mise en œuvre 11 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 9, dans lequel la garniture à coquilles comprend une ou plusieurs couches de revêtement, dans lequel la ou les couches de revêtement sont configurées pour modifier une vitesse de réaction de la réaction chimique.
Mise en œuvre 12 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 7, dans lequel la partie non conforme de la tubulure comprend un couplage de tuyau de base.
Mise en œuvre 13 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 7, comprenant en outre une ligne de raccordement configurée pour passer à travers une ouverture dans la garniture à coquilles, la ligne de raccordement étant une ligne hydraulique, une ligne électrique et un câble à fibre optique.
Mise en œuvre 14 : Le système d'étanchéité annulaire selon la mise en œuvre 9, dans lequel la garniture à coquilles comprend une ou plusieurs rainures, dans lequel la ou les rainures sont configurées pour augmenter la surface de la garniture à coquilles, et dans lequel la surface augmentée augmente la vitesse de réaction avec le fluide de trou de forage réactif.