INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Afin d’augmenter le rendement thermodynamique de la turbomachine 100, la turbomachine 100 comprend un système d’injection de vapeur d’eau 101 dans le flux d’air d’admission FA, en aval du compresseur 112 et en amont de la chambre de combustion 113. Cela permet d’augmenter la capacité calorifique du flux d’échappement FE lors de son passage dans la turbine 114, ce qui permet d’extraire plus de puissance de la turbine 114 pour une même détente. En outre, cela permet d’introduire une différence de capacité calorifique entre le flux d’air d’admission FA qui est comprimé dans le compresseur 112 et le flux d’échappement FE qui se détend dans la turbine 114, permettant aussi d’améliorer la consommation spécifique de la turbomachine 100 en fonction des phases de fonctionnement.
En pratique, comme illustré à la , le système d’injection de vapeur d’eau 101 comprend un dispositif de vaporisation 102 configuré pour transformer un flux d’eau à l’état liquide en un flux d’eau à l’état gazeux (vapeur d’eau VE). De manière préférée, le dispositif de vaporisation 102 est positionné en aval de la turbine 114 et configuré pour prélever de la chaleur dans le flux d’échappement FE. Cela permet en outre de refroidir le flux d’échappement FE et l’eau qu’il contient.
Le système d’injection de vapeur d’eau 101 comprend en outre un dispositif de condensation 103 configuré pour condenser l’eau présente dans le flux d’échappement FE. Le dispositif de condensation 103 est configuré pour prélever des calories au flux d’échappement FE par circulation d’un flux d’air de refroidissement A. En référence à la , la turbomachine 100 comporte une pompe 107 pour entrainer, dans le dispositif de vaporisation 102, l’eau qui a été condensée dans le dispositif de condensation 103.
De manière connue, en référence à la , un aéronef comporte un circuit de refroidissement CA comprenant une ou plusieurs entrées d’air 104 afin de faire circuler un flux d’air de refroidissement A, issu de l’extérieur, dans le dispositif de condensation 103 et ainsi prélever des calories au flux d’échappement FE. Le flux d’air de refroidissement A est ensuite évacué via des sorties d’air 105. En pratique, en référence à la représentant un aéronef 120 en perspective, les entrées d’air 104 sont formées sur une aile 121 de l’aéronef 120, ce qui vient perturber l’écoulement au niveau de l’aile 121 et engendre une trainée liée au prélèvement d’air. En outre, le circuit de refroidissement CA comporte de nombreuses canalisations internes montées dans l’aile 121, ce qui augmente la masse et l’encombrement. Cela est encore plus pénalisant lorsque le circuit de refroidissement CA comporte un turbocompresseur 106, comprenant un compresseur 1061 et une turbine 1062, pour accélérer la circulation du flux d’air de refroidissement A dans le circuit de refroidissement CA comme illustré à la .
L’invention vise ainsi à éliminer au moins certains de ces inconvénients en proposant une turbomachine du type à injection de vapeur d’eau pour la propulsion d’un aéronef qui limite la trainée et dont la masse et l’encombrement sont réduits.
PRESENTATION DE L’INVENTION L’invention concerne une turbomachine du type à injection de vapeur d’eau pour la propulsion d’un aéronef, la turbomachine comprenant un générateur de gaz comprenant au moins un compresseur, une chambre de combustion et au moins une turbine, le compresseur étant configuré pour accélérer un flux d’air d’admission d’amont vers l’aval dans la chambre de combustion, la chambre de combustion étant configurée pour réaliser une combustion d’un mélange du flux d’air d’admission et d’un flux de carburant afin d’émettre un flux d’échappement pour entraîner en rotation la turbine solidaire en rotation du compresseur, la turbomachine comprenant un système d’injection de vapeur d’eau dans le flux d’air d’admission, le système d’injection de vapeur d’eau comprenant un dispositif de condensation configuré pour condenser l’eau présente dans le flux d’échappement.
L’invention est remarquable en ce que le dispositif de condensation est configuré pour condenser l’eau présente dans le flux d’échappement à partir de frigories présentes dans le flux de carburant alimentant la chambre de combustion.
Grâce à l’invention, les frigories utilisées pour condenser l’eau présente dans le flux d’échappement sont prises directement dans le circuit de carburant, ce qui évite de prélever un flux d’air extérieur qui induit de la trainée et nécessite la mise en place de canalisations dédiées. En outre, cela permet de chauffer le carburant préalablement à son admission dans la chambre de combustion, ce qui favorise avantageusement la combustion.
De préférence, la turbomachine comprend : au moins un échangeur de chaleur dans lequel circule le flux de carburant alimentant la chambre de combustion et au moins un circuit de fluide caloporteur configuré pour faire circuler un fluide caloporteur afin, d’une part, de refroidir le flux d’échappement dans le dispositif de condensation et, d’autre part, de chauffer le flux de carburant dans l’échangeur de chaleur.
Cela permet d’éviter tout risque de givrage lorsque le carburant est très froid.
-- la partie d’extrémité aval a un diamètre moyen supérieur au diamètre moyen du reste du tube de dégazage, et/ou a une épaisseur radiale moyenne supérieure par rapport à celle du reste du tube de dégazage ;
- le fourreau porte à son extrémité amont au moins un joint annulaire d’étanchéité qui est en appui radial vers l’extérieur sur l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval qui porte elle-même au moins un joint annulaire d’étanchéité qui est en appui radial vers l’extérieur sur l’arbre ;
- la turbomachine comprend des organes d’immobilisation du fourreau à l’intérieur de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval, ces organes comportant par exemple des pions radiaux régulièrement répartis autour de l’axe et engagés respectivement dans des orifices radiaux de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval et du fourreau ;
- les pions comportent à leurs extrémités radialement externes des têtes et sont engagés dans les orifices de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval et du fourreau par translation radiale depuis l’extérieur jusqu’à ce que leurs têtes prennent appui sur la partie d’extrémité aval ou l’insert tubulaire ;
- le fourreau comprend à son extrémité aval des baignoires qui sont formées sur une surface cylindrique interne du fourreau et qui sont régulièrement réparties autour de l’axe, les orifices radiaux traversants d’alimentation en huile du palier aval étant formés au fond de ces baignoires qui sont alimentées en huile par ledit au moins un gicleur ;
- les baignoires sont espacées circonférentiellement les unes des autres pour définir des passages axiaux d’huile et permettre l’écoulement de l’huile de l’aval vers l’amont jusqu’aux orifices radiaux traversants d’alimentation en huile du palier amont ;
- les baignoires sont bordées par des nervures en saillie ;
- le nombre de baignoires est égal au nombre de pions, et les pions sont alignés axialement avec les orifices des baignoires et situés juste en amont de ces baignoires ;
-- les orifices du fourreau dans lesquels sont engagés les pions, sont formés dans une surépaisseur annulaire du fourreau, cette surépaisseur annulaire comportant une surface cylindrique externe en appui radial sur une surface cylindrique interne de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval ;
-- l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval comprend une première surface cylindrique externe en appui radial sur une première surface cylindrique interne de l’arbre, ces surfaces étant situées radialement à l’intérieur du palier amont et étant traversés par lesdits orifices d’alimentation en huile de ce palier ;
-- l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval comprend une seconde surface cylindrique externe en appui radial sur une seconde surface cylindrique interne de l’arbre, ces surfaces étant situées radialement à l’intérieur du palier aval et étant traversés par lesdits orifices d’alimentation en huile de ce palier ;
-- les têtes des pions sont logées dans des évidements formés dans ladite seconde surface cylindrique interne de l’arbre ;
- les extrémités aval respectives de l’arbre et de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval sont immobilisées en rotation autour de l’axe, l’une vis-à-vis de l’autre, grâce à au moins une dent radiale portée par l’une de ces extrémités et engagée dans une encoche radiale de l’autre de ces extrémités ;
-- l’extrémité aval de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité comprend ladite au moins une dent, et l’extrémité aval de l’arbre comprend une rangée annulaire de dents axiales régulièrement réparties autour de l’axe et définissant entre elles des encoches radiales de réception de ladite au moins une dent, ces dents pouvant comporter à leurs extrémités aval une rainure annulaire s’étendant autour de l’axe et configurée pour recevoir un jonc annulaire de rétention axiale de ladite au moins une dent de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval ;
- les orifices radiaux traversants destinés à alimenter en huile le palier amont débouchent dans une gorge annulaire externe de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval et/ou dans une gorge annulaire interne de l’arbre ;
- les orifices radiaux traversants destinés à alimenter en huile le palier aval débouchent dans une gorge annulaire externe de l’insert tubulaire ou la partie d’extrémité aval et/ou dans une gorge annulaire interne de l’arbre ;
-- ledit arbre est un arbre basse pression ;
-- la turbomachine comprend un générateur gaz comprenant de l’amont vers l’aval le long d’un axe un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression, le compresseur haute pression et la turbine haute pression comportant des rotors reliés par un arbre haute pression s’étendant le long de l’axe, le compresseur basse pression et la turbine basse pression comportant des rotors reliés par un arbre basse pression s’étendant le long de l’axe à l’intérieur de l’arbre haute pression ;
-- la turbomachine comporte au moins un dispositif de prélèvement d’air comprimé dans au moins un desdits compresseurs, qui alimente un circuit de pressurisation d’une enceinte de pressurisation qui borde l’enceinte de lubrification ;
-- le tube de dégazage fait partie d’un dispositif de déshuilage d’une enceinte de lubrification ;
-- ledit circuit de pressurisation est au moins en partie formé par un espace annulaire situé entre le tube de dégazage et l’arbre basse pression, cet espace annulaire s’étendant le long de l’axe et étant relié d’une part à des orifices d’entrée d’air comprimé situés en amont de la chambre de combustion et d’autre part à des orifices de sortie d’air comprimé situés en aval de la chambre de combustion ;
-- ledit dispositif de prélèvement alimente un autre circuit de pressurisation qui est au moins en partie formé par un autre espace annulaire situé entre l’arbre basse pression et l’arbre haute pression, cet autre espace annulaire s’étendant le long de l’axe et étant relié à une enceinte de pressurisation de ladite enceinte de lubrification.
la est une demi vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine d’aéronef selon l’invention ;
la est une vue à plus grande échelle d’une première partie de la ;
la est une vue à plus grande échelle d’une deuxième partie de la ;
la est une vue à plus grande échelle d’une troisième partie de la ;
la est une vue schématique en coupe axiale et à plus grande échelle d’une partie de la turbomachine de la ;
la est une vue de détail à plus grande échelle de la ;
la est une autre vue de détail à plus grande échelle de la ;
la est une vue schématique en perspective et avec arrachement partiel d’une extrémité aval de l’arbre basse pression, d’un tube de dégazage, et d’un fourreau de la turbomachine de la ;
Dans la présente demande, on entend par enceinte de pressurisation, une enceinte annulaire dans laquelle règne une pression supérieure à la pression de l’enceinte de lubrification à laquelle elle est associée. Une enceinte de pressurisation est en général séparée de l’enceinte de lubrification à laquelle elle est associée par au moins un joint d’étanchéité. De manière similaire, une enceinte de pressurisation est en général séparée de l’environnement extérieur par au moins un autre joint d’étanchéité.
Dans la présente demande, un joint d’étanchéité est par exemple à labyrinthe ou à bague carbone. Un joint d’étanchéité à labyrinthe comprend en général des léchettes annulaires portées par un rotor et coopérant avec un anneau ou revêtement abradable porté par un stator pour former des restrictions de section successives. Un joint d’étanchéité à bague carbone segmentée ou non fonctionne par frottement.
La turbomachine comporte un dispositif de prélèvement d’air comprimé dans l’un des compresseurs, qui alimente un circuit de pressurisation des enceintes de pressurisation.
Dans le cas de l’enceinte aval de lubrification, une enceinte de pressurisation qui borde cette enceinte aval de lubrification est alimentée en air comprimé par un circuit de pressurisation qui longe l’axe de la turbomachine, de l’amont vers l’aval.
Toujours dans le cas de cette enceinte aval de lubrification, il est connu de lubrifier les paliers au moyen d’un gicleur d’huile qui est situé juste en aval de l’extrémité aval de l’arbre basse pression.
Compte tenu de l’environnement très encombré de la turbomachine dans cette zone, l’intégration du gicleur est complexe. Une solution doit être trouvée pour permettre à l’huile projetée par le gicleur d’être d’acheminée jusqu’aux paliers, et en particulier jusqu’au palier situé le plus en amont de cette enceinte. Une des problématiques concerne les différents circuits de fluide qui ne facilitent pas cet acheminement de l’huile. Comme évoqué dans ce qui précède, dans cet environnement, il y a plusieurs circuits de gaz tels que le circuit de dégazage qui s’écoule à travers le tube de dégazage, le circuit de pressurisation de l’enceinte, et le circuit de lubrification des paliers.
Dans la technique actuelle, il a déjà été proposé de lubrifier les paliers par l’intérieur de l’arbre. Le gicleur d’huile est alors au moins en partie monté dans l’arbre et projette de l’huile à l’intérieur de l’arbre, cette huile étant ensuite acheminée jusqu’aux paliers par des orifices de l’arbre. Cependant, cette solution n’est pas toujours envisageable en particulier lorsqu’un passage d’écoulement d’air, tel qu’un flux de dégazage, est prévu à l’intérieur de l’arbre.
Une autre solution consisterait à lubrifier les paliers par l’extérieur, par l’intermédiaire d’une écope centripète. Cependant, l’intégration de ce type d’écope est relativement complexe dans cet environnement.
L'invention concerne une turbomachine pour un aéronef, comprenant un arbre guidé en rotation autour d’un axe par des paliers, au moins deux de ces paliers, respectivement amont et aval, étant espacés axialement l’un de l’autre et logés dans une enceinte de lubrification aval, ces paliers amont et aval étant alimentés en huile par au moins un gicleur d’huile, caractérisée en ce que la turbomachine comprend en outre un fourreau tubulaire engagé dans l’arbre pour définir intérieurement un passage d’écoulement d’air, et extérieurement un espace annulaire qui débouche à l’extrémité aval de l’arbre et qui s’étend axialement vers l’amont jusqu’à l’intérieur dudit palier amont, ledit gicleur étant situé juste en aval de l’extrémité aval de l’arbre et configuré pour gicler de l’huile au niveau du débouché dudit espace de sorte que cette huile s’écoule en fonctionnement le long dudit espace, de l’aval vers l’amont, et alimente lesdits paliers par des orifices radiaux traversants formés dans l’arbre au droit de chacun des paliers.
La présente invention propose ainsi de lubrifier les paliers de l’enceinte aval de lubrification par un gicleur qui est situé en aval de l’arbre. L’huile projetée par ce gicleur alimente un espace annulaire qui est délimité entre le fourreau et l’arbre. L’huile peut circuler en fonctionnement sur toute l’étendue axiale de cet espace afin d’alimenter d’une part les orifices d’alimentation en huile du palier aval, et d’autre part les orifices d’alimentation en huile du palier amont. On comprend ainsi que l’espace entre le fourreau et l’arbre est conçu, et de préférence dédié, à l’écoulement de l’huile d’alimentation des paliers. L’intérieur du fourreau est quant à lui conçu, et de préférence dédié, à l’écoulement d’air et par exemple à l’écoulement d’air de dégazage provenant par exemple d’une autre enceinte de lubrification de paliers située plus en amont dans la turbomachine.
La turbomachine selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison les unes avec les autres :
- le fourreau a une extrémité amont qui est située en amont dudit palier amont, et une extrémité aval qui est située en aval de l’extrémité aval de l’arbre ;
- l’extrémité aval du fourreau comprend des léchettes annulaires externes qui forment au moins un joint d’étanchéité à labyrinthe avec un revêtement annulaire abradable porté par le gicleur ou un élément portant le gicleur ;
- la turbomachine comprend en outre un insert tubulaire qui est intercalé entre l’arbre et le fourreau et qui comprend également des orifices radiaux traversants situés au droit de chacun des paliers pour permettre l’alimentation en huile de ces paliers ;
- ledit insert tubulaire est formé par une partie d’extrémité aval d’un tube de dégazage qui s’étend axialement à l’intérieur de l’arbre ;
L’élément de construction C2 diffère de l’élément de construction intermédiaire C1 en ce que l’une des entretoises ne comporte pas de languette 22 pour ne pas gêner l’empilement des éléments de construction. En outre, les découpes longitudinales supérieures 10 comportent une encoche 19 en leur centre pour recevoir une découpe longitudinale inférieure 8 de l’élément de construction C2 qui sera disposé au-dessus. En effet au niveau d’un angle les éléments de construction sont empilés à angle droit. L’élément de construction C2 comporte également un panneau d’extrémité P3 monté sur une extrémité de l’élément et qui est destiné à former une partie du mur extérieur. Le panneau P3 est par exemple vissé sur les panneaux P1, P2.
Les éléments de construction destinés à former la dernière rangée d’un mur, par exemple d’un étage, diffèrent des éléments de construction intermédiaires au moins en ce que les panneaux ne comportent pas de découpes supérieures et les entretoises ne comportent pas de languette.
Sur la , on peut voir un exemple de réalisation d’un élément de construction C3 particulièrement adapté au montage de solives en vue de la réalisation d’un plancher.
Dans cet exemple, les entretoises E1’, E2’ présentent une épaisseur supérieure à celle des entretoises E1 et E1 et sont ainsi adaptées à la fixation d’éléments pour supporter des solives en vue de la réalisation d’un plancher.
Dans l’exemple représenté sur la , une vis 41 munie d’une tête large est directement vissée dans chacune des entretoises et est configurée pour supporter une ferrure qui est fixée sur la solive 54. En choisissant une entretoise épaisse, cela permet la fixation de la vis sans nécessité de renfort supplémentaire. Les entretoises E1’, E2’ comportent dans leur bord inférieur une encoche pour loger les languettes 22 des entretoises des éléments de construction intermédiaire de la rangée inférieure.
A titre d’exemple uniquement, les entretoises E1, E2 ont une épaisseur de l’ordre d’une vingtaine de mm et les entretoises E1’, E2’ ont une épaisseur de l’ordre de 60 mm.
Les entretoises E1, E2 sont par exemple en contreplaqué et les entretoises E1’, E2’ sont en LVL.
Les éléments de construction d’angle d’une dernière rangée combinent les caractéristiques des éléments C3 et des éléments C2.
D’autres moyens pour réaliser un plancher sans recourir à des entretoises plus épaisses ne sortent pas du cadre de la présente demande.
Un élément de construction comportant des entretoises de même épaisseur ne sort pas du cadre de la présente demande.
Sur la , on peut voir un exemple d’élément de construction selon l’invention utilisé au niveau du pignon.
Dans cet exemple, l’élément de construction C4 comporte des panneaux P1’, P2’comprenant un bord incliné 28 d’un angle correspondant à la pente du toit, ici 33°, et un bord supérieur muni d’une découpe. Dans cet exemple, il comporte une entretoise E1 et une entretoise E1’, l’entretoise E1’ présente une épaisseur plus grande que l’entretoise E1, permettant le montage d’un moyen de fixation d’une panne, de manière similaire au montage d’une solive. La languette 22 de l’entretoise E1 est destinée à coopérer avec une rainure d’une entretoise d’un élément de construction de la rangée supérieure.
Sur la , on peut voir un élément de construction C5 destiné à former le faitage de la toiture. Les panneaux P1’’, P2’’ comportent deux bords inclinés 50 et un bord inférieur plan 52. Les bords inclinés sont inclinés d’un angle de 33°. Dans cet exemple, l’élément de construction comporte des entretoises E1’’, E2’’ du même type que celui des entretoises E1’, E2’ afin de permettre la fixation d’une panne.
Les panneaux P1’’, P2’’ comportent une encoche pour le montage de la panne faitière.
L’élément de construction C5 est destiné à être disposé au-dessus de deux éléments de construction C4.
Sur la , on peut voir un élément de construction de pignon C6 permettant la réalisation de toiture d’une pente de 18° (33%). Dans cet exemple, les deux entretoises ont avantageusement une épaisseur suffisante pour la fixation de vis et le montage d’une panne.
, , , et illustrent des vues en perspective du dispositif de retenue de faisceau de câbles, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
illustre une représentation 3D du dispositif de retenue de faisceau de câbles acheminant un faisceau de câbles à travers une machine, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
illustre une vue agrandie du dispositif de retenue de faisceau de câbles représenté à la , conformément à un mode de réalisation de la présente invention ; et
illustre une représentation 3D du dispositif de retenue de faisceau de câbles acheminant un faisceau de câbles à travers une machine ayant de multiples composants présents à proximité immédiate du faisceau de câbles, conformément à un mode de réalisation de la présente invention.
Telle qu’utilisée dans la description ici et dans toutes les revendications qui suivent, la signification de « un », « une », « le » et « la » inclut la référence au pluriel à moins que le contexte n’indique clairement le contraire. En outre, telle qu’utilisée dans la description ici, la signification de « dans » inclut « dans » et « sur » à moins que le contexte n’indique clairement le contraire.
Les termes « ou » et « et/ou » tels qu’utilisés ici doivent être interprétés comme étant inclusifs ou signifiant n’importe lequel ou n’importe quelle combinaison. Par conséquent, « A, B ou C » ou « A, B et/ou C » signifie « n’importe quel élément parmi : A ; B ; C ; A et B ; A et C ; B et C ; A, B et C ». Une exception à cette définition se produira seulement lorsqu’une combinaison d’éléments, de fonctions, d’étapes ou d’actions sont en eux-mêmes intrinsèquement mutuellement exclusifs.
La présente invention concerne une structure de support de faisceau de câbles (également appelée « dispositif de retenue de faisceau de câbles » ci-après) servant à acheminer un ou plusieurs faisceaux de câbles à travers une machine, telle que des véhicules automobiles, des générateurs, des moteurs et similaires. La structure de support de faisceau de câbles est à même d’assujettir le faisceau de câbles à un élément structural ou à un panneau de la machine, de sorte que le faisceau de câbles puisse être acheminé efficacement à travers celle-ci d’une manière stable. La structure de support de faisceau de câbles permet au faisceau de câbles de se plier dans n'importe quelle direction pour répondre à des exigences d’installation même dans des espaces restreints de la machine.