EP2839168A1 - Carter pour roue a aubes de turbomachine ameliore et turbomachine equipee dudit carter - Google Patents

Carter pour roue a aubes de turbomachine ameliore et turbomachine equipee dudit carter

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EP2839168A1
EP2839168A1 EP13707679.0A EP13707679A EP2839168A1 EP 2839168 A1 EP2839168 A1 EP 2839168A1 EP 13707679 A EP13707679 A EP 13707679A EP 2839168 A1 EP2839168 A1 EP 2839168A1
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EP
European Patent Office
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cavity
casing
slots
housing
turbomachine
Prior art date
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EP13707679.0A
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EP2839168B1 (fr
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Cédric Morel
Pascal Romano
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Safran Aircraft Engines SAS
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SNECMA SAS
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Publication date
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/667—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps by influencing the flow pattern, e.g. suppression of turbulence
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
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    • F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
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    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/661—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/663—Sound attenuation
    • F04D29/665—Sound attenuation by means of resonance chambers or interference
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2300/00—Materials; Properties thereof
    • F05D2300/60—Properties or characteristics given to material by treatment or manufacturing
    • F05D2300/611—Coating

Definitions

  • the invention relates to the field of turbomachines for propelling aeronautical vehicles.
  • turbomachines whose crankcase and blower, including a paddle wheel, are designed to minimize the noise generated by the blower, particularly during the take-off and landing phases, and without decreasing aerodynamic performance in cruising.
  • casings have been developed whose internal surface, located opposite the moving blades, is modified in order to reduce the turbulence of the flow and therefore the noise resulting from this turbulence.
  • a paddle wheel casing comprising, on its inner surface, a plurality of circumferential grooves (grooves symmetrical of revolution about the axis of the casing).
  • the surface of the section of these grooves is decreasing from the first groove, located upstream of the housing, to the last groove, located relatively further downstream.
  • a cavity in a housing connects a plurality of slots.
  • the grooves located further downstream of the casing allow only low aerodynamic gains compared to those located upstream.
  • the observed aerodynamic gain is substantially equal to the gain obtained on a casing comprising only three consecutive grooves.
  • the present invention aims to overcome the problems described above, by providing a paddle wheel casing having improved aerodynamic performance over the prior art.
  • the subject of the invention is a casing for a turbomachine blade wheel comprising an inner coating made of an abradable material, as well as a plurality of circumferential slots arranged in said coating, casing further comprising a circumferential cavity formed in the coating of abradable material, said slots opening into said cavity and extending between said cavity and the inner surface of the casing.
  • the invention may further comprise at least one of the following features:
  • the coating of abradable material having a thickness of between 20 and 25 mm, the cavity has in this thickness, a height of between 5 and 10 mm.
  • the cavity extends in the coating of abradable material being shifted upstream relative to the slot located furthest upstream of said casing, the number of slots is between 4 and 8.
  • each slot has, in the thickness of the coating of abradable material, a height of between 10 and 15 mm.
  • each slot has a width of between 2 and 6 mm.
  • the spacing between two consecutive slots is between 0.5 and 3 mm. the slots each extend in a plane forming an angle with the housing axis of between 70 and 110 °.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising a paddle wheel and a paddle wheel casing according to one of the preceding claims.
  • turbomachine according to the invention may further comprise at least one of the following characteristics:
  • the housing cavity is located facing the radially outer end of the blades of the wheel being shifted upstream relative to the leading edge of the blades by a distance of between 2 and 10 mm.
  • the slot located furthest upstream in the casing is offset upstream with respect to the leading edge of the vanes by a distance of between 1.5 and 3.5 mm.
  • FIG. 1 is an axial section of a turbomachine comprising a moving blade wheel and a housing according to the invention.
  • FIG. 2 represents the current lines within a cavity arranged in a turbomachine casing.
  • FIG. 1 shows a casing 10 of a turbomachine turbine wheel 1.
  • the impeller 20, located inside the casing 10, is the fan of the turbomachine. It comprises a plurality of blades 21, rotatably mounted about an axis X-X of rotation of the fan.
  • Each blade 21 has a leading edge 22, a trailing edge 23, and a radially outer end 24 facing the inner surface 15 of the housing. This end 24 is thus caused to move at high speed in the vicinity of the inner surface 15 of the fixed housing 10, causing a turbulent air flow at this location, said turbulent air flow being at the origin of noise.
  • the general direction of the air flow in the turbomachine 1 is represented by the arrow F, which is substantially parallel to the axis XX of rotation of the fan 20, and runs from the leading edge towards the trailing edge of every dawn.
  • the upstream and downstream are used to locate elements of the housing, and are taken with respect to the direction of the air flow.
  • the casing 10, mounted fixed around the impeller 20, is a part of revolution about a housing axis which is coincident with the axis XX of rotation of the impeller 20.
  • the axis of rotation XX is in the following also called crankcase axis.
  • the casing 10 comprises an inner liner 1 1 of an abradable material, the surface of the lining defining the inner surface 15 of the casing 10.
  • This lining has a thickness h- ⁇ , measured radially with respect to the axis of rotation XX, between 20 and 25 mm.
  • slots 12 are circumferential, that is to say they are section circular in an orthogonal plane P to the axis XX of the housing, and go around the housing in this plane.
  • the coating 1 1 abradable material is also arranged a circumferential cavity 13, circular around the slots 12, so that the slots 12 extend between the cavity 13 and the inner surface 15 of the casing 10.
  • the cavity 13 is also opposite the radially outer end 24 of the vanes 21.
  • the slots 12 open into the cavity 13, thus allowing a portion of the air flow F to penetrate inside the cavity 13 by certain slots, and spring in other slots.
  • all the slots 12 open into the cavity 13.
  • the gaps 14 between the slots 12 are formed of the same material 1 1 as the coating of abradable material 1 1. They can be connected to each other and to said coating 1 1 by bridges (not shown in the figures) to ensure the maintenance of the 'together.
  • FIG. 2 shows the current lines of the air flow at the level of the cavity 13. These current lines highlight the role of the slots located upstream in the casing, with respect to the air flow, which sample the vortices linked to the clearance between the blades 21 and the casing 10, and the boundary layer of the flow, both elements being aerodynamically harmful.
  • the current lines also show that the slots located downstream of the casing 10 with respect to the air flow serve to recirculate the flow of air in a less turbulent manner within the flow in the blower 20.
  • the cavity 13 makes it possible to increase the aerodynamic gain of each slot, particularly by conferring on the slots further downstream a specific role, that of the reinjection of the flow into the flow of the fan.
  • This aerodynamic gain is accompanied by a reduction in the noise generated by the turbulent flow.
  • the parameters of the slots 12 and of the cavity 13 have been adapted for an optimization of the aerodynamic gain.
  • the cavity 13 has, in the thickness of the coating 1 1 abradable material, a height h 2 , measured radially relative to the axis XX.
  • Slots 12 in turn, have, in the thickness of the coating 1 1 of abradable material, a height h 3 , measured radially relative to the axis X-X.
  • the slots and the cavity are arranged in the coating of abradable material 1 1, their cumulative height h 2 + h 3 must be less than the thickness h- ⁇ said coating 1 1.
  • the cumulative height of the slots and the cavity must be less than or equal to 15 to 20 mm.
  • the height h 2 of the cavity 13 is between 5 and 10 mm.
  • a cavity whose volume is high allows a larger vortex removal but degrades the recirculation of the flow in the blower 20. Therefore, we must find a compromise on the volume of the cavity, and therefore on its height.
  • this compromise is reached for a height h 2 of the order of 6 mm.
  • the height h 3 of the slots 12 is preferably between 10 and 15 mm, and preferably of the order of 12 mm.
  • the cavity 13 is offset upstream with respect to the first slot 12, which is situated furthest upstream in the casing 10.
  • the cavity 13 must not be flush with at the slot 12 upstream, the upstream end of the cavity must not be in line with this slot 12, because in this case the current lines of this slot would bifurcate abruptly into the cavity, generating a chaotic circulation within this cavity.
  • the cavity 13 has an offset of between 2 and 5 mm, with respect to the upstream end of the first slot 12.
  • the cavity 13 may furthermore have an offset from the last slot 12, which is the slot located furthest downstream in the casing 10.
  • a high number of slots (typically greater than 4) allows an increase in the sampling of vortices, then a better feedback of the flow taken from the air flow in the blower 20.
  • a number of slots exceeding 8 causes an overpressure phenomenon during the reinjection of the flow in the blower, which degrades the aerodynamic performance.
  • a double arrow I the width of a slot 12.
  • the width I is preferably the same for all the slots 12, and is between 2 and 6 mm. For example, this width I is equal to 3.5 mm.
  • the width of an interval 14, ie the spacing between two consecutive slots is represented by a double arrow. This spacing is preferably constant for all intervals 14, and between 0.5 mm and 3 mm.
  • the spacing may be equal to 1 .5 mm.
  • the slots 12 preferably extend, but not limitatively, in a plane forming an angle between 70 ° and 1 10 ° relative to the axis of the housing.
  • the slots extend in a plane orthogonal to said axis.
  • FIG. 1 shows the plane P orthogonal to the axis of the casing and the angle ⁇ formed between the plane P and the axis.
  • the parameters relating to the slots which are the height h 3 , the width I, the spacing entre between two consecutive slots, and the angle ⁇ of slots, are chosen to ensure a good sampling of the vortices in the air flow of the blowing and good circulation of the fluid within the cavity 13.
  • the slot 12 located furthest upstream in the casing 10 is preferably offset upstream with respect to the leading edge 22 of the impeller vanes. a distance ⁇ of between 1.5 and 3.5 mm, this distance being taken between the middle of the slot in the direction of the axis XX and the leading edge 22 of the blade 21. This offset allows better sampling vortices generated by the end 24 of the blade 21.
  • the offset D represented in FIG. 1, between the upstream end of the cavity in the direction of the axis XX, and the leading edge 22 of the blade 21, is preferably between 2 and 10 mm, and advantageously equal to 6 mm.
  • the presence of the cavity 13, also called re-circulating cavity, provides an improvement in aerodynamic and acoustic, by decreasing the turbulent intensity of the air flow near the inner surface of the housing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

L'invention concerne un carter (10) pour roue à aubes (20) de turbomachine (1) comprenant un revêtement interne (11) en un matériau abradable, ainsi qu'une pluralité de fentes (12) circonférentielles agencées dans ledit revêtement (11) de matériau abradable, ledit carter comportant en outre une cavité (13) circonférentielle aménagée dans le revêtement (11) de matériau abradable, dans laquelle débouchent les fentes (12), lesdites fentes (12) débouchant dans ladite cavité (13) et s'étendant entre ladite cavité (13) et la surface interne (15) du carter (10). L'invention concerne également une turbomachine comprenant un tel carter et une roue à aubes.

Description

CARTER POUR ROUE A AUBES DE TURBOMACHINE AMELIORE ET TURBOMACHINE EQUIPEE DUDIT CARTER
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne le domaine des turbomachines assurant la propulsion d'engins aéronautiques.
Plus particulièrement, elle concerne des carters pour roue à aubes de telles turbomachines. ETAT DE LA TECHNIQUE
La propulsion des avions de transport civil doit respecter deux conditions parfois contradictoires :
D'une part, fournir de bonnes performances aérodynamiques en croisière, D'autre part, respecter des normes de certification acoustique de plus en plus sévères en phases de décollage et d'atterrissage.
Cette dernière condition implique de trouver des solutions pour réduire le bruit généré par un avion au décollage et à l'atterrissage. Or, une composante importante du bruit total généré par une turbomachine d'un avion provient de l'existence de tourbillons apparaissant dans la soufflante de la turbomachine. Ces tourbillons proviennent d'un jeu entre le carter de soufflante et les extrémités radialement externes des aubes de la soufflante, qui rend le flux d'air turbulent à cet endroit.
En conséquence, on cherche à développer des turbomachines dont le carter et la soufflante, comprenant une roue à aubes, sont conçus pour minimiser le bruit généré par la soufflante, particulièrement au cours des phases de décollage et d'atterrissage, et ce sans diminution des performances aérodynamiques en croisière.
A cet égard, on a développé des carters dont la surface interne, située en regard des aubes mobiles, est modifiée afin de diminuer la turbulence de l'écoulement et donc le bruit résultant de cette turbulence.
Des modifications de la surface du carter, visant à réduire le bruit d'interaction des pales d'une soufflante avec le carter, ont par exemple été proposées dans les documents FR2929349 et FR2940374.
Dans FR2940374, on a proposé un carter de roue à aubes, dans lequel sont ménagées des cavités placées en regard des aubes. Le dimensionnement et la disposition des cavités par rapport aux aubes sont particulièrement adaptés, dans ce document, pour fournir des performances aérodynamiques améliorées, et un bruit réduit.
Dans FR2929349, on a proposé un carter de roue à aubes comprenant, sur sa surface interne, une pluralité de rainures circonférentielles (rainures symétriques de révolution autour de l'axe du carter). En outre, la surface de la section de ces rainures est décroissante de la première rainure, située en amont du carter, vers la dernière rainure, située relativement plus en aval.
Dans le document US 201 1/031 1354, une cavité ménagée dans un carter relie une pluralité de fentes.
Dans le document EP 0 754 864, on injecte dans une cavité reliant entre elles une pluralité de fentes du fluide à haute pression pour générer un courant s'opposant au courant dans la turbomachine. Les fentes et la cavité ainsi réalisées ne permettent donc pas de prélever un flux d'air dans la turbomachine pour diminuer l'écoulement turbulent.
Les modifications de la surface interne du carter par aménagement de rainures dans ladite surface interne ont ainsi déjà prouvé leur utilité. Néanmoins, on a constaté par des études numériques de simulation de flux dans ces rainures que celles-ci, en étant toutes indépendantes les unes par rapport aux autres, ne contribuent pas toutes de la même manière au gain aérodynamique obtenu.
En particulier, les rainures situées les plus en aval du carter ne permettent que des gains aérodynamiques faibles par rapport à celles situées en amont.
Par exemple, on a constaté que sur un carter comprenant quatre rainures consécutives, le gain aérodynamique constaté est sensiblement égal au gain obtenu sur un carter comprenant seulement trois rainures consécutives.
II existe donc un besoin d'améliorer encore le gain aérodynamique d'une modification de surface de carter, ou traitement de carter, d'augmenter les performances acoustiques de la soufflante, et d'augmenter la contribution au gain aérodynamique des fentes situées en aval. PRESENTATION DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de remédier aux problèmes décrits ci-avant, en proposant un carter de roue à aubes présentant des performances aérodynamiques améliorées par rapport à l'art antérieur.
A cet effet, l'invention a pour objet un carter pour roue à aubes de turbomachine comprenant un revêtement interne en un matériau abradable, ainsi qu'une pluralité de fentes circonférentielles agencées dans ledit revêtement, ledit carter comportant en outre une cavité circonférentielle aménagée dans le revêtement de matériau abradable, lesdites fentes débouchant dans ladite cavité et s'étendant entre ladite cavité et la surface interne du carter.
Avantageusement, mais facultativement, l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes :
le revêtement de matériau abradable ayant une épaisseur comprise entre 20 et 25 mm, la cavité présente dans cette épaisseur, une hauteur comprise entre 5 et 10 mm.
la cavité s'étend dans le revêtement de matériau abradable en étant décalée vers l'amont par rapport à la fente située le plus en amont sur ledit carter, le nombre de fentes est compris entre 4 et 8.
chaque fente présente, dans l'épaisseur du revêtement de matériau abradable, une hauteur comprise entre 10 et 15 mm.
chaque fente présente une largeur comprise entre 2 et 6 mm.
- l'espacement entre deux fentes consécutives est compris entre 0.5 et 3 mm. les fentes s'étendent chacune dans un plan formant un angle avec l'axe de carter compris entre 70 et 1 10°.
L'invention a également pour objet une turbomachine, comprenant une roue à aubes et un carter de roue à aubes selon l'une des revendications précédentes.
Avantageusement, mais facultativement, la turbomachine selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes :
la cavité du carter est située en regard de l'extrémité radialement externe des aubes de la roue en étant décalée vers l'amont par rapport au bord d'attaque des aubes d'une distance comprise entre 2 et 10 mm.
la fente située la plus en amont dans le carter est décalée vers l'amont par rapport au bord d'attaque des aubes d'une distance comprise entre 1 ,5 et 3,5 mm.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- La figure 1 est une coupe axiale d'une turbomachine comprenant une roue à aube mobile et un carter selon l'invention. La figure 2 représente les lignes de courant au sein d'une cavité aménagée dans un carter de turbomachine.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION
On a représenté en figure 1 un carter 10 de roue à aubes 20 de turbomachine 1 . La roue à aubes 20, située à l'intérieur du carter 10, est la soufflante de la turbomachine. Elle comprend une pluralité d'aubes 21 , montées rotatives autour d'un axe X-X de rotation de la soufflante.
Chaque aube 21 présente un bord d'attaque 22, un bord de fuite 23, et, une extrémité 24 radialement externe, en regard de la surface interne 15 du carter. Cette extrémité 24 est donc amenée à se déplacer à grande vitesse au voisinage de la surface interne 15 du carter fixe 10, occasionnant un flux d'air turbulent à cet endroit, ledit flux d'air turbulent étant à l'origine de nuisances sonores.
La direction générale du flux d'air dans la turbomachine 1 est représentée par la flèche F, qui est sensiblement parallèle à l'axe X-X de rotation de la soufflante 20, et se dirige depuis le bord d'attaque vers le bord de fuite de chaque aube. Dans la suite, l'amont et l'aval sont utilisés pour localiser des éléments du carter, et sont pris par rapport à la direction du flux d'air.
Le carter 10, monté fixe autour de la roue à aubes 20, est une pièce de révolution autour d'un axe de carter qui est confondu avec l'axe X-X de rotation de la roue à aubes 20. L'axe de rotation X-X est dans la suite également appelé axe du carter.
Le carter 10 comprend un revêtement interne 1 1 en un matériau abradable, la surface du revêtement définissant la surface interne 15 du carter 10. Ce revêtement présente une épaisseur h-ι, mesurée radialement par rapport à l'axe de rotation X-X, comprise entre 20 et 25 mm.
Dans le revêtement 1 1 en matériau abradable, et en regard de l'extrémité radialement externe 24 des aubes 21 , sont aménagées une pluralité de fentes 12. Ces fentes 12 sont circonférentielles, c'est-à-dire qu'elles sont de section circulaire dans un plan orthogonal P à l'axe X-X du carter, et font le tour du carter dans ce plan.
Dans le revêtement 1 1 en matériau abradable, est également aménagée une cavité 13 circonférentielle, circulaire autour des fentes 12, de sorte que les fentes 12 s'étendent entre la cavité 13 et la surface interne 15 du carter 10. La cavité 13 se trouve également en regard de l'extrémité radialement externe 24 des aubes 21 .
En outre, les fentes 12 débouchent dans la cavité 13, permettant ainsi à une partie du flux d'air F de pénétrer à l'intérieur de la cavité 13 par certaines fentes, et d'en ressort dans d'autres fentes. Avantageusement, toutes les fentes 12 débouchent dans la cavité 13.
Les intervalles 14 entre les fentes 12 sont formés du même matériau 1 1 que le revêtement en matériau abradable 1 1. Ils peuvent être reliés entre eux et audit revêtement 1 1 par des pontets (non représentés dans les figures) pour assurer le maintien de l'ensemble.
On a représenté en figure 2 les lignes de courant du flux d'air au niveau de la cavité 13. Ces lignes de courant mettent en évidence le rôle des fentes situées en amont dans le carter, par rapport au flux d'air, qui prélèvent les tourbillons liés au jeu entre les aubes 21 et le carter 10, ainsi que la couche limite du flux, ces deux éléments étant nocifs au point de vue aérodynamique.
Les lignes de courant montrent par ailleurs que les fentes situées en aval du carter 10 par rapport au flux d'air servent à remettre en circulation le flux d'air de manière moins turbulente au sein de l'écoulement dans la soufflante 20.
Ainsi, la cavité 13 permet d'augmenter le gain aérodynamique de chaque fente, particulièrement en conférant aux fentes les plus en aval un rôle spécifique, celui de la réinjection de l'écoulement dans le flux de la soufflante. Ce gain aérodynamique s'accompagne d'une réduction du bruit généré par l'écoulement turbulent.
De retour à la figure 1 , les paramètres des fentes 12 et de la cavité 13 ont été adaptés pour une optimisation du gain aérodynamique.
La cavité 13 présente, dans l'épaisseur du revêtement 1 1 en matériau abradable, une hauteur h2, mesurée radialement par rapport à l'axe X-X.
Les fentes 12, quant à elles, présentent, dans l'épaisseur du revêtement 1 1 en matériau abradable, une hauteur h3, mesurée radialement par rapport à l'axe X- X.
Pour que les fentes et la cavité soient aménagées dans le revêtement en matériau abradable 1 1 , leur hauteur cumulée h2+h3 doit être inférieure à l'épaisseur h-ι dudit revêtement 1 1 . Pour un revêtement d'une épaisseur comprise entre 20 et 25 mm, la hauteur cumulée des fentes et de la cavité doit être inférieure ou égale à 15 à 20 mm.
De préférence, la hauteur h2 de la cavité 13 est comprise entre 5 et 10 mm. Une cavité dont le volume est élevé permet un prélèvement de tourbillons plus important mais dégrade la remise en circulation du flux dans la soufflante 20. Par conséquent, il faut trouver un compromis sur le volume de la cavité, et donc sur sa hauteur. Avantageusement, ce compromis est atteint pour une hauteur h2 de l'ordre de 6 mm.
D'autre part, la hauteur h3 des fentes 12 est de préférence comprise entre 10 et 15 mm, et de préférence de l'ordre de 12 mm.
En outre, comme visible sur la figure 1 , la cavité 13 est décalée vers l'amont par rapport à la première fente 12, qui est située la plus en amont dans le carter 10. En effet, la cavité 13 ne doit pas être affleurante à la fente 12 la plus en amont, l'extrémité amont de la cavité ne doit pas se trouver à l'aplomb de cette fente 12, car dans ce cas les lignes de courant de cette fente bifurqueraient de manière abrupte dans la cavité, engendrant une circulation chaotique au sein de cette cavité.
De préférence, la cavité 13 présente un décalage d compris entre 2 et 5 mm, par rapport à l'extrémité amont de la première fente 12.
La cavité 13 peut en outre présenter un décalage d' par rapport à la dernière fente 12, qui est la fente située la plus en aval dans le carter 10.
Concernant le nombre de fentes 12, celui-ci est avantageusement compris entre 4 et 8, et plus avantageusement égal à 6.
En effet, un nombre élevé de fentes (typiquement supérieur à 4) permet une augmentation du prélèvement des tourbillons, puis une meilleure réinjection de l'écoulement prélevé au sein du flux d'air dans la soufflante 20. En revanche, un nombre de fentes excédant 8 occasionne un phénomène de surpression lors de la réinjection de l'écoulement dans la soufflante, ce qui dégrade les performances aérodynamiques.
Le nombre de fentes compris entre 4 et 8, et avantageusement égal à 6, correspond donc à un compromis optimal entre ces deux phénomènes.
De retour à la figure 1 , on a représenté par une double flèche I la largeur d'une fente 12. La largeur I est avantageusement la même pour toutes les fentes 12, et est comprise entre 2 et 6 mm. Par exemple, cette largeur I est égale à 3.5 mm. Sur la figure 1 on a en outre représenté par une double flèche £ la largeur d'un intervalle 14, i.e. l'espacement entre deux fentes consécutives. Cet espacement est de préférence constant pour tous les intervalles 14, et compris entre 0.5 mm et 3 mm. Avantageusement, l'espacement peut être égal à 1 .5 mm.
En outre, les fentes 12 s'étendent de préférence, mais non limitativement, dans un plan formant un angle compris entre 70° et 1 10° par rapport à l'axe du carter. Avantageusement, les fentes s'étendent dans un plan orthogonal audit axe. On a représenté en figure 1 le plan P orthogonal à l'axe du carter et l'angle a formé entre le plan P et l'axe.
Les paramètres relatifs aux fentes que sont la hauteur h3, la largeur I, l'espacement £ entre deux fentes consécutives, et l'angle a des fentes, sont choisis pour assurer un bon prélèvement des tourbillons dans le flux d'air de la soufflante et une bonne circulation du fluide au sein de la cavité 13.
Concernant les positions relatives des fentes 12 et des aubes 21 de la roue à aubes 20, la fente 12 située la plus en amont dans le carter 10 est de préférence décalée vers l'amont par rapport au bord d'attaque 22 des aubes d'une distance η comprise entre 1 ,5 et 3,5 mm, cette distance étant prise entre le milieu de la fente dans la direction de l'axe X-X et le bord d'attaque 22 de l'aube 21 . Ce décalage permet un meilleur prélèvement des tourbillons générés par l'extrémité 24 de l'aube 21 .
Enfin, comme on a indiqué que la cavité 13 est décalée vers l'amont par rapport à la première fente 12, elle se trouve donc décalée vers l'amont par rapport au bord d'attaque 22 de l'aube 21. Le décalage D, représenté en figure 1 , entre l'extrémité amont de la cavité dans la direction de l'axe X-X, et le bord d'attaque 22 de l'aube 21 , est de préférence comprise entre 2 et 10 mm, et avantageusement égale à 6 mm. La présence de la cavité 13, appelée aussi cavité re-circulante, apporte une amélioration au niveau aérodynamique et acoustique, en diminuant l'intensité turbulente du flux d'air à proximité de la surface interne du carter.
Le bruit provenant du jeu et de l'interaction entre le carter et les aubes est diminué, et la contribution de chaque fente pour réduire ce bruit, tant à l'amont qu'à l'aval du carter, est accrue.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Carter (10) pour roue à aubes (20) de turbomachine (1 ) comprenant un revêtement interne (1 1 ) en un matériau abradable, ainsi qu'une pluralité de fentes (12) circonférentielles agencées dans ledit revêtement (1 1 ) de matériau abradable, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une cavité (13) circonférentielle aménagée dans le revêtement (1 1 ) de matériau abradable, dans laquelle débouchent les fentes (12), lesdites fentes (12) débouchant dans ladite cavité (13) et s'étendant entre ladite cavité (13) et la surface interne (15) du carter (10).
2. Carter (10) selon la revendication précédente, dans lequel le revêtement (1 1 ) de matériau abradable ayant une épaisseur (h-ι) comprise entre 20 et 25 mm, la cavité (13) présente dans cette épaisseur ( n), une hauteur (h2) comprise entre 5 et 10 mm.
3. Carter (10) selon la revendication 1 dans lequel la cavité (13) s'étend dans le revêtement (1 1 ) de matériau abradable en étant décalée vers l'amont par rapport à la fente (12) située le plus en amont sur ledit carter (10).
4. Carter (10) selon la revendication 1 , dans lequel le nombre de fentes (12) est compris entre 4 et 8.
5. Carter (10) selon la revendication 1 , dans lequel chaque fente (12) présente, dans l'épaisseur ( n) du revêtement (1 1 ) de matériau abradable, une hauteur (h3) comprise entre 10 et 15 mm.
6. Carter (10) selon la revendication 1 , dans lequel chaque fente (12) présente une largeur (I) comprise entre 2 et 6 mm.
7. Carter (10) selon la revendication 1 , dans lequel l'espacement (£) entre deux fentes (12) consécutives est compris entre 0.5 et 3 mm.
8. Carter (10) selon la revendication 1 , dans lequel les fentes (12) s'étendent chacune dans un plan formant un angle (a) avec l'axe (X-X) de carter (10) compris entre 70 et 1 10°.
9. Turbomachine (1 ), comprenant une roue à aubes (20) et un carter (10) de roue à aubes (20) selon l'une des revendications précédentes.
10. Turbomachine (1 ) selon la revendication 9, dans lequel la cavité (13) du carter (10) est située en regard de l'extrémité (24) radialement externe des aubes (21 ) de la roue (20) en étant décalée vers l'amont par rapport au bord d'attaque (22) des aubes (21 ) d'une distance (D) comprise entre 2 et 10 mm.
1 1 . Turbomachine (1 ) selon la revendication 9, dans lequel la fente (12) située la plus en amont dans le carter (10) est décalée vers l'amont par rapport au bord d'attaque (22) des aubes (21 ) d'une distance (η) comprise entre 1 ,5 et 3,5 mm.
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