EP3857028A1 - Distributeur ameliore de turbomachine - Google Patents

Distributeur ameliore de turbomachine

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EP3857028A1
EP3857028A1 EP19787014.0A EP19787014A EP3857028A1 EP 3857028 A1 EP3857028 A1 EP 3857028A1 EP 19787014 A EP19787014 A EP 19787014A EP 3857028 A1 EP3857028 A1 EP 3857028A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
distributor
platform
strip
main portion
strips
Prior art date
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Granted
Application number
EP19787014.0A
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German (de)
English (en)
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EP3857028B1 (fr
Inventor
Hugo Louis Rousseaux
Pamela Jessica BENEVENT
Léna JEFFROY
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP3857028A1 publication Critical patent/EP3857028A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3857028B1 publication Critical patent/EP3857028B1/fr
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • 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
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • 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
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05D2240/128—Nozzles
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals

Definitions

  • the present invention relates to the field of aeronautical turbomachines, and more precisely a distributor for a turbomachine turbine, and a turbomachine comprising such a distributor.
  • This air is injected into the cavity (ies) of the blades through one and the other of the ends thereof, to cool them from the inside.
  • the air then escapes into the vein through holes made in the blades and communicating with the cavity (ies) of the blade and with the vein, the cooling air creating a protective film of cooler air s 'flowing along the blade.
  • the present disclosure relates to a turbine distributor for a turbomachine extending radially around an axis, the distributor comprising a plurality of sectors each comprising at least one blade which extends radially between an inner platform and an outer platform , the distributor comprising at least two sealing strips each comprising a main portion configured to seal between the distributor and an element of the turbomachine adjacent to the distributor, and a first portion folded relative to the main portion, the first portion folded being in contact with an outer face of at least one platform, each strip being held on the at least one platform by a clamping means configured to clamp the first folded portion between the outer face of the platform and the clamping means.
  • the term “radial” and its derivatives denote a radial direction of the turbine, that is to say a direction perpendicular to the axis of the turbine.
  • the terms “upstream” and “downstream” are considered along the axis of the turbine, and according to the direction of flow of the gases in the turbine, between the two platforms, that is to say in the vein gas circulation.
  • the blades are arranged between two platforms: a radially outer platform, and a radially inner platform, the inner and outer platforms being annular or in the form of a ring sector and coaxial.
  • the “external face” of the platforms designates the face of the platforms opposite the vein gas flow, the latter being delimited by the internal face of the platforms. In other words, the gas flow stream is delimited by the internal face of the external platform, and the internal face of the internal platform.
  • the sealing strips can have the form of a metal plate, for example made of an alloy based on nickel and / or cobalt, and having a thickness of less than 1 mm.
  • the plate forming a sealing strip is folded, so as to form a first folded portion, and a main portion having a larger area than the folded portion.
  • the main portion of the strips is the portion of the strip having the largest surface, and extends on the one hand in a direction substantially parallel to the radial direction, or slightly inclined relative to the radial direction, and d on the other hand in a circumferential direction, following the shape of the distributor, so that the main portion has the shape of an arc of a circle.
  • the fixing of the sealing strips to the distributor is ensured by the first folded parts and the fixing means, and the sealing between the distributor and the elements of the turbomachine adjacent to the distributor is provided by the main portion.
  • the use of pins and / or rivets usually making it possible to fix the strips on the distributor, for example on the shoulder of the sector disposed at an upstream and / or downstream end of the platform, is therefore no longer necessary.
  • the risk of loss of the lamellae due to shearing of the rivets is therefore reduced. Consequently, the risk of deterioration of the blades, due to obstruction of the cooling cavities by the lamellae, is also reduced.
  • the dispenser comprises two strips each forming a half-ring, the clamping means being arranged around the dispenser so as to clamp the two strips against the outer faces of the platforms of the dispenser.
  • the main portion and the first folded portion of each strip form between them an angle between 90 ° and 150 °.
  • this angle between the main portion and the first folded portion of each strip is the natural angle formed by these two portions of the strip, that is to say when no effort tending to deform the strip , and therefore to modify this angle, is only exerted on the strip.
  • the plate forming the strip is not folded so as to form a right angle between the portion main and the folded portion, but so as to form an obtuse angle between the latter.
  • the plane in which the main portion of the strip extends is not parallel with respect to the radial direction, but slightly inclined with respect to the latter. This configuration improves the seal between the distributor and the element of the turbomachine adjacent to the distributor.
  • the circumferential end of the main portion of a strip and the circumferential end of the main portion of the adjacent strip overlap over a distance between 1 and 10 mm.
  • each strip is provided so that the circumferential ends thereof overlap each other, over their entire height.
  • height their length in the radial direction.
  • the circumference of one of the two strips is substantially larger than the other, so as to overlap the ends of the latter.
  • the clamping means is a rod.
  • ring means a ring, preferably metallic, having two free ends opposite but disjoint from each other.
  • the dispenser comprises at least one blade fixed to the radial wall, and configured to exert pressure on a strip.
  • FIG. 2 shows a partial perspective view of a turbine distributor for a turbomachine according to the prior art, when an orifice is closed;
  • FIG. 3 shows a partial perspective view of a turbine distributor for a turbomachine according to the present description
  • FIG. 4 shows a perspective view of the junction between two strips according to the present description
  • These cavities communicate with the vein 20 by rows of holes 30 extending axially and / or radially between the inner platform 18 and the outer platform 16 along the blades 13 to open into the vein 20.
  • a gas flowing from the exterior of the vein 20 can thus penetrate into the cavity 26, flow into the blade 13, then be evacuated into the vein 20 via the orifices 30, thus allowing the blade cooling 13.
  • the distributor sector 10 also includes sealing strips 12 fixed to the platforms 16, 18, and making it possible to ensure sealing between the distributor and an element of the turbomachine 1 axially adjacent to the distributor. More specifically, the sealing strips 12 are fixed on shoulders 161, 162 of the platform 16, by means of pins and / or rivets 14.
  • This contact generates a force on the radial end of the main portion 120, tending to reduce the angle between the main portion 120 and the folded portion 121.
  • the main portion 120 tending to return to its initial position by elasticity, thus acts as a spring by exerting pressure on the element of the turbomachine 1 axially adjacent to the distributor.
  • the value of the angle a is determined so that, when the distributor is assembled to the turbomachine, and during normal operation of the latter, contact always exists between the main portion 120 of the strip 12 and the element of the turbomachine 1 axially adjacent to the distributor.
  • Blades, or pins 170, used to exert pressure on joint covers in order to maintain the latter at the junctions between two circumferentially adjacent strips 12 can be used in order to exert pressure against the main portions 120 of the strips 12 via a contact portion 171, and thus accentuate the contact pressure between the main portions 120 and the element of the turbomachine 1, thus further improving the sealing.
  • These pins are fixed to a radial wall 163 by means of a rivet 164. It is noted that the rivets 164 serving to fix these pins 170 to the dispenser, are not in contact with the strips 12, which limits damage by shearing of the strips 12.
  • the overlapping portion can also be formed by stamping a circumferential end of a strip 12, thus creating a recess on one face of the main portion 120, at the circumferential end of this strip 12, the circumferential end of the adjacent strip then coming to lodge in this disbursement (cf. Figure 4).
  • the length along the circumference (in other words the length of the arc of a circle) of the first folded portion 121 and the second folded portion 122 is substantially less than the length according to the circumference of the portion main 120.
  • the circumferential ends of the main portions 120 overlap.
  • the circumferential ends of the first folded portion 121 and of the second folded portion 122 of two circumferentially adjacent strips 12 are separated from each other. This configuration makes it easier to assemble the strips 12 around the distributor, and in particular the junction of two adjacent strips 12.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Gasket Seals (AREA)

Abstract

Distributeur de turbine pour une turbomachine s'étendant autour d'un axe, le distributeur comportant une pluralité de secteurs comprenant chacun au moins une pale qui s'étend radialement entre une plateforme intérieure et une plateforme extérieure, le distributeur comportant au moins deux lamelles d'étanchéité (12) comportant chacune une portion principale (120) configurée pour assurer l'étanchéité entre le distributeur et un élément (1) de la turbomachine adjacent au distributeur, et une première portion pliée (121) par rapport à la portion principale (120), la première portion pliée (121) étant en contact avec une face externe d'au moins une plateforme, chaque lamelle (12) étant maintenue à la au moins une plateforme par un moyen de serrage (40) configuré pour serrer la première portion pliée (121) entre la face externe de la plateforme et le moyen de serrage (40).

Description

Distributeur amélioré de turbomachine
DOMAINE DE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne le domaine des turbomachines aéronautiques, et plus précisément un distributeur pour une turbine de turbomachine, et une turbomachine comportant un tel distributeur.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
[0002] Les distributeurs haute pression ou basse pression de turbomachines, tels que décrits dans le document FR 2 955 145, comportent notamment des pales fixes maintenues à chacune de leurs extrémités radiales par une plateforme intérieure et une plateforme extérieure, ces dernières définissant une veine de circulation de gaz éjectés par la chambre de combustion. Ces pales permettent de diriger l'écoulement des gaz sortant de la chambre de combustion sur les pales de rotor de la turbine. Ces pales sont creuses, et comporte au moins une cavité dont une extrémité débouche à l'extérieur de la veine. Ces pales étant exposées aux gaz chauds de combustion, il est nécessaire de les refroidir pour atténuer les contraintes thermiques. Une solution consiste à utiliser de l'air provenant d'un autre élément de la turbomachine, par exemple le compresseur. Plus précisément, de l'air relativement frais est prélevé en amont de la chambre de combustion à la sortie d'un étage du compresseur. Cet air est injecté dans la ou les cavité(s) des pales par l'une et l'autre des extrémités de celles-ci, pour les refroidir de l'intérieur. L'air s'échappe ensuite dans la veine par des trous réalisés dans les pales et communiquant avec la ou les cavité(s) de la pale et avec la veine, l'air de refroidissement créant un film protecteur d'air plus frais s'écoulant le long la pale.
[0003] Par ailleurs, l'ensemble pales/plateformes intérieure et extérieure est fixé au carter de la turbine. Des lamelles d'étanchéité et des couvre-joints sont fixés au niveau des plateformes par des moyens de fixation (pions/rivets), afin d'assurer l'étanchéité entre le distributeur et le carter externe.
[0004] Cependant, il peut arriver qu'en cours de vol, des contraintes mécaniques telles que des contraintes de cisaillement entre des pions/rivets et des lamelles d'étanchéité ou des couvre-joints provoquent la perte de ces lamelles d'étanchéité et couvre-joints. Ces derniers peuvent alors être libérés et être aspirés par le distributeur. En particulier, l'air de refroidissement pénétrant dans les cavités de la pale peut entraîner ces lamelles d'étanchéité et couvre-joints vers ces cavités. Les lamelles d'étanchéité et les couvre-joints sont alors susceptibles d'obturer partiellement ou totalement ces cavités. Le refroidissement des pales n'est alors plus ou insuffisamment assuré. La température des pales risque alors d'augmenter, pouvant entraîner la détérioration des propriétés des pales.
[0005] Il existe donc un besoin pour un dispositif permettant de résoudre le problème technique ci-dessus.
PRESENTATION DE L'INVENTION
[0006] Le présent exposé concerne un distributeur de turbine pour une turbomachine s'étendant radialement autour d'un axe, le distributeur comportant une pluralité de secteurs comprenant chacun au moins une pale qui s'étend radialement entre une plateforme intérieure et une plateforme extérieure, le distributeur comportant au moins deux lamelles d'étanchéité comportant chacune une portion principale configurée pour assurer l'étanchéité entre le distributeur et un élément de la turbomachine adjacent au distributeur, et une première portion pliée par rapport à la portion principale, la première portion pliée étant en contact avec une face externe d'au moins une plateforme, chaque lamelle étant maintenue à la au moins une plateforme par un moyen de serrage configuré pour serrer la première portion pliée entre la face externe de la plateforme et le moyen de serrage.
[0007] Dans le présent exposé, le terme « radial » et ses dérivés désignent une direction radiale de la turbine, c'est-à-dire une direction perpendiculaire à l'axe de la turbine. De plus, les termes « amont » et « aval » sont considérés suivant l'axe de la turbine, et suivant le sens d'écoulement des gaz dans la turbine, entre les deux plateformes, c'est-à-dire dans la veine de circulation des gaz. Par ailleurs, les pales sont agencées entre deux plateformes : une plateforme radialement extérieure, et une plateforme radialement intérieure, les plateformes intérieure et extérieure étant annulaires ou sous forme de secteur d'anneau et coaxiales. En outre, la « face externe » des plateformes désigne la face des plateformes opposée à la veine d'écoulement des gaz, cette dernière étant délimitée par la face interne des plateformes. En d'autres termes, la veine d'écoulement des gaz est délimitée par la face interne de la plateforme extérieure, et la face interne de la plateforme intérieure.
[0008] Les lamelles d'étanchéité peuvent avoir la forme d'une plaque métallique, par exemple en un alliage à base de nickel et/ou de cobalt, et présentant une épaisseur inférieure à 1 mm.
[0009] La plaque formant une lamelle d'étanchéité est pliée, de manière à former une première portion pliée, et une portion principale présentant une surface plus grande que la portion pliée.
[0010] La portion principale des lamelles est la portion de la lamelle présentant la plus grande surface, et s'étend d'une part dans une direction sensiblement parallèle à la direction radiale, ou légèrement inclinée par rapport à la direction radiale, et d'autre part dans une direction circonférentielle, en suivant la forme du distributeur, de manière à ce que la portion principale présente la forme d'un arc de cercle.
[0011] La portion principale des lamelles est en contact avec un élément d'au moins un secteur de la turbomachine, par exemple un épaulement du secteur disposé à une extrémité amont ou aval de la plateforme, et avec un élément de la turbomachine adjacent au distributeur. Cet élément de la turbomachine peut être par exemple une partie d'un carter adjacent, ou une bride de la chambre de combustion.
[0012] La portion pliée s'étend dans la direction axiale, c'est-à-dire de l'amont vers l'aval, et est en contact avec la face externe de la plateforme. La portion pliée est maintenue et serrée contre la face externe de la plateforme par l'intermédiaire du moyen de serrage. Ce dernier est configuré pour maintenir et serrer la portion pliée de chaque lamelle sur toute la circonférence du distributeur, en exerçant une pression sur les lamelles dans la direction radiale, de telle sorte que les portions pliées sont prises en sandwich entre le moyen de serrage et les faces externes des plateformes. Plus précisément, le moyen de serrage exerce une force sur les lamelles dirigée radialement vers l'axe de la turbine lorsque les lamelles sont disposées sur la plateforme extérieure, et dirigée radialement vers la direction opposée à l'axe de la turbine lorsque les lamelles sont disposées sur la plateforme intérieure. [0013] Par conséquent, selon le présent exposé, la fixation des lamelles d'étanchéité au distributeur est assurée par les premières parties pliées et le moyen de fixation, et l'étanchéité entre le distributeur et les éléments de la turbomachine adjacents au distributeur est assurée par la portion principale. L'utilisation de pions et/ou de rivets permettant usuellement de fixer les lamelles sur le distributeur, par exemple sur l'épaulement du secteur disposé à une extrémité amont et/ou aval de la plateforme, n'est donc plus nécessaire. Le risque de perte des lamelles due au cisaillement des rivets est donc réduit. Par conséquent, le risque de détérioration des pales, due à l'obturation des cavités de refroidissement par les lamelles, est également réduit.
[0014] Dans certains modes de réalisation, le distributeur comporte deux lamelles formant chacune un demi-anneau, le moyen de serrage étant disposé autour du distributeur de manière à serrer les deux lamelles contre les faces externes des plateformes du distributeur.
[0015] Selon cette configuration, chaque lamelle présente une forme d'arc de cercle de 180°. Lorsque plusieurs secteurs sont assemblés de manière à former la couronne du distributeur, chacune des deux lamelles de 180° est fixée sur la face externe des plateformes adjacentes de la couronne du distributeur, et sont maintenues et serrées contre ces faces externes par le moyen de serrage, ce dernier entourant le distributeur sur toute sa circonférence et maintient ainsi les deux lamelles simultanément. Les extrémités circonférentielles des deux lamelles sont jointes l'une à l'autre de manière à former un anneau d'étanchéité qui s'étend autour du distributeur. L'utilisation de deux lamelles permet de limiter le nombre de pièces nécessaires, de limiter les fuites inter-secteurs et de simplifier le processus de montage.
[0016] Dans certains modes de réalisation, la portion principale et la première portion pliée de chaque lamelle forment entre elles un angle compris entre 90° et 150°.
[0017] On comprend que cet angle entre la portion principale et la première portion pliée de chaque lamelle est l'angle naturel que forment ces deux portions de la lamelle, c'est-à-dire lorsqu'aucun effort tendant à déformer la lamelle, et donc à modifier cet angle, n'est exercé sur la lamelle. Selon cette configuration, la plaque formant la lamelle n'est pas pliée de manière à former un angle droit entre la portion principale et la portion pliée, mais de manière à former un angle obtus entre ces dernières. En d'autres termes, lorsque la lamelle est fixée à un distributeur, le plan dans lequel s'étend la portion principale de la lamelle n'est pas parallèle par rapport à la direction radiale, mais légèrement incliné par rapport à celui-ci. Cette configuration permet d'améliorer l'étanchéité entre le distributeur et l'élément de la turbomachine adjacent au distributeur. En effet, de par l'inclinaison de la portion principale, l'élément de la turbomachine adjacent au distributeur vient en contact avec l'extrémité radiale de la portion principale. Ce contact tend à déformer la lamelle de manière à réduire l'angle entre la portion principale et la portion pliée. La portion principale, tendant à revenir dans sa position initiale par élasticité, agit ainsi comme un ressort en exerçant une pression sur l'élément de la turbomachine adjacent au distributeur. En d'autres termes, la pression de contact entre la portion principale de la lamelle et l'élément de la turbomachine adjacent au distributeur est accrue, améliorant ainsi l'étanchéité entre cet élément et le distributeur.
[0018] Dans certains modes de réalisation, les lamelles comportent chacune une deuxième portion pliée s'étendant depuis la première portion pliée, sensiblement perpendiculairement à celle-ci, et venant en contact avec une paroi radiale qui s'étend radialement en saillie de l'au moins une plateforme.
[0019] Selon cette configuration, les lamelles sont pliées de manière à présenter trois portions : la portion principale, la première portion pliée en contact avec la face externe de la plateforme, et la deuxième portion pliée, la première portion pliée étant interposée entre la portion principale et la deuxième portion pliée, de manière à ce que, dans une section transversale, la lamelle présente sensiblement la forme d'un U.
[0020] La présence de la deuxième portion pliée permet de limiter les déplacements du moyen de serrage suivant la direction axiale. Plus précisément, la lamelle ainsi pliée prend la forme d'une gouttière dans laquelle est logé le moyen de serrage, limitant ainsi ses déplacements axiaux, et limitant les risques qu'un serrage suffisant de la lamelle contre la plateforme ne soit plus assuré. Par serrage suffisant, on comprend un serrage permettant d'empêcher que la lamelle ne se détache au cours d'un fonctionnement normal de la turbomachine. [0021] Dans certains modes de réalisation, deux lamelles circonférentiellement adjacentes autour du distributeur sont disposées de manière à ce qu'une extrémité circonférentielle de la portion principale d'une lamelle soit superposée à une extrémité circonférentielle de la portion principale d'une lamelle circonférentiellement adjacente.
[0022] Dans certains modes de réalisation, l'extrémité circonférentielle de la portion principale d'une lamelle et l'extrémité circonférentielle de la portion principale de la lamelle adjacente se superposent sur une distance comprise entre 1 et 10 mm.
[0023] En d'autres termes, les dimensions de chaque lamelle sont prévues de manière à ce que les extrémités circonférentielles de celles-ci se chevauchent entre elles, sur toute leur hauteur. On comprend par hauteur leur longueur dans la direction radiale. Par exemple, lorsque le distributeur comporte deux lamelles de 180° formant chacune un demi anneau, la circonférence d'une des deux lamelles est sensiblement plus grande que l'autre, de manière à chevaucher les extrémités de cette dernière.
[0024] Cette configuration permet d'éviter la présence d'un jeu entre les extrémités circonférentielles de chaque lamelle, et donc d'améliorer l'étanchéité entre le distributeur et un élément de la turbomachine adjacent au distributeur.
[0025] Dans certains modes de réalisation, le moyen de serrage comporte au moins une surface de serrage, la surface de serrage étant en contact avec la première portion pliée.
[0026] La présence d'au moins une surface de serrage plane permet d'obtenir un contact plan entre le moyen de serrage et la première portion pliée, augmentant la surface de contact, et donc la fiabilité de serrage de la lamelle sur la plateforme.
[0027] Dans certains modes de réalisation, le moyen de serrage est un jonc.
[0028] On entend par jonc un anneau, de préférence métallique, présentant deux extrémités libres en vis-à-vis mais disjointes l'une de l'autre. Ce dispositif présente l'avantage d'être simple et peu coûteux. [0029] Dans certains modes de réalisation, le distributeur comporte au moins une lame fixée à la paroi radiale, et configurée pour exercer une pression sur une lamelle.
[0030] La lame est fixée à la paroi radiale, et est orientée de manière à prendre appui sur une lamelle du distributeur, exerçant ainsi une pression sur celle-ci. Cela permet d'exercer une pression contre les portions principales des lamelles, et accentuer ainsi la pression de contact entre les portions principales et l'élément de la turbomachine axialement adjacent au distributeur, améliorant ainsi davantage l'étanchéité.
[0031] Le présent exposé concerne également une turbomachine comportant un distributeur selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[0032] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 représente une vue partielle en perspective d'un distributeur de turbine pour une turbomachine selon l'art antérieure ;
- la figure 2 représente une vue partielle en perspective d'un distributeur de turbine pour une turbomachine selon l'art antérieure, lorsqu'un orifice est obturé ;
- la figure 3 représente une vue partielle en perspective d'un distributeur de turbine pour une turbomachine selon le présent exposé ;
- la figure 4 représente une vue en perspective de la jonction entre deux lamelles selon le présent exposé ;
- la figure 5 représente une section de l'extrémité d'une plateforme d'un distributeur selon le présent exposé.
- la figure 6 représente une vue partielle du dessus d'une extrémité d'une plateforme selon le présent exposé.
DESCRIPTION DETAILLEE D’EXEMPLES DE REALISATION
[0033] La figure 1 représente un secteur 10 d'un distributeur pour une turbine haute pression de turbomachine selon l'art antérieur, le distributeur comportant une couronne de pales fixes 13 creuses, agencées entre deux plateformes annulaires coaxiales : une plateforme extérieure 16 et une plateforme intérieure 18. Les plateformes sont formées par des secteurs d'anneau qui s'étendent autour de l'axe X et qui délimitent une veine de circulation de gaz 20 dans laquelle se trouvent les pales 13 réparties régulièrement circonférentiellement et qui s'étendent radialement entre les plateformes 16, 18. Chaque pale comporte une cavité 26 débouchant à l'extérieur de la veine 20 au travers de la plateforme extérieure 16. De même, chaque pale comporte une cavité (non représentée) débouchant à l'extérieur de la veine au travers de la plateforme intérieure 18. Ces cavités communiquent avec la veine 20 par des rangées de trous 30 s'étendant axialement et/ou radialement entre la plateforme intérieure 18 et la plateforme extérieure 16 le long des pales 13 pour déboucher dans la veine 20. Un gaz circulant depuis l'extérieur de la veine 20 peut ainsi pénétrer dans la cavité 26, s'écouler dans la pale 13, puis être évacué dans la veine 20 par l'intermédiaire des orifices 30, permettant ainsi le refroidissement de la pale 13.
[0034] Dans la suite de l'exposé, la description est faite en se référant à la plateforme extérieure 16, notamment sur les figures. Cependant, une description analogue est applicable à la plateforme intérieure 18.
[0035] Une chemise 36 est insérée dans la cavité 26, de manière à définir un orifice 37 sur la face externe de la plateforme 16. Par « externe », on comprend la face de la plateforme opposée à la veine 20. La chemise 36 comporte en outre une collerette 38 prenant appui sur la face externe de la plateforme 16. Une chemise (non représentée) est également insérée dans la cavité du côté de la plateforme intérieure 18, de manière à définir un orifice sur la face externe de la plateforme intérieure 18.
[0036] Le secteur 10 de distributeur comporte également des lamelles d'étanchéité 12 fixées sur les plateformes 16, 18, et permettant d'assurer l'étanchéité entre le distributeur et un élément de la turbomachine 1 axialement adjacent au distributeur. Plus précisément, les lamelles d'étanchéité 12 sont fixées sur des épaulements 161, 162 de la plateforme 16, par l'intermédiaire de pions et/ou rivets 14.
[0037] La figure 2 illustre une configuration que l'invention cherche à prévenir et selon laquelle, après le détachement d'une lamelle 12 de son emplacement de fixation au distributeur haute pression en raison des contraintes de cisaillement entre les rivets 14 et la lamelle 12, cette dernière est aspirée par l'air entrant dans la cavité 26, et vient obstruer l'orifice 37, empêchant ainsi l'air, partiellement ou totalement, de pénétrer dans la cavité 26.
[0038] La figure 3 représente un secteur 10 d'un distributeur de turbine haute pression pour turbomachine selon un mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques aux éléments des figures 1 et 2 présentent les même signes de référence et ne seront pas décrits à nouveau. Une portion d'une lamelle 12 est illustrée sur la figure 3. Néanmoins, un distributeur selon le présent mode de réalisation, comportant une pluralité de secteurs 10 assemblés les uns aux autres, peut comporter deux lamelles 12 semi-annulaires s'étendant sur 180°, de manière à ce que ces dernières entourent la couronne du distributeur lorsqu'elles sont assemblées l'une à l'autre. A la différence du secteur décrit en référence aux figures 1 et 2, le secteur 10 décrit ci-dessous ne comporte pas de rivets 14 pour fixer les lamelles 12 aux épaulements de la plateforme.
[0039] Selon ce mode de réalisation, chaque lamelle 12 comporte une portion principale 120, une première portion pliée 121, et une deuxième portion pliée 122. Pour ce faire, avant la fixation de la lamelle au distributeur, la lamelle 12 est pliée dans un premier temps en deux de manière à obtenir la portion principale 120 et la première portion pliée 121, et de manière à ce que la portion principale 120 et la première portion pliée 121 présentent entre elles un angle sensiblement supérieur à 90°. Plus précisément, la portion principale 120 et la première portion pliée 121 présentent entre elles un angle de 90° + a, où a est inférieur à 60°, de préférence inférieur à 20°. La lamelle 12 est à nouveau pliée de manière à obtenir la deuxième portion pliée 122, la première portion pliée 121 et la deuxième portion pliée 122 étant sensiblement perpendiculaire l'une à l'autre. La lamelle 12 ainsi formée présente ainsi sensiblement la forme d'un U, en section dans un plan de coupe transversal qui s'étend axialement et radialement, de manière à former une gorge ou une gouttière autour de la couronne du distributeur lorsque les lamelles sont fixées sur les plateformes du distributeur, permettant ainsi, lorsqu'un élément de serrage est logé dans cette gorge, de limiter ainsi les déplacements axiaux de celui-ci. Les déplacements axiaux de l'élément de serrage et des lamelles sont également limités par une paroi radiale 163 qui s'étend radialement en saillie depuis la plateforme.
[0040] De la même façon que la lamelle 12 selon l'art antérieure, la portion principale 120 permet d'assurer l'étanchéité entre le distributeur et l'élément de la turbomachine 1 axialement adjacent au distributeur, par exemple une bride de la chambre de combustion ou une partie d'un carter axialement adjacent, en étant en contact avec un épaulement 161 de la plateforme 16 et l'élément de la turbomachine 1 adjacent au distributeur. En effet, lorsque la lamelle 12 est fixée au distributeur, et de par l'inclinaison de sa portion principale 120, l'élément de la turbomachine 1 axialement adjacent au distributeur vient en contact avec l'extrémité radiale de la portion principale 120 lors de l'assemblage ou au cours du fonctionnement de la turbomachine. Ce contact engendre une force sur l'extrémité radiale de la portion principale 120, tendant à réduire l'angle entre la portion principale 120 et la portion pliée 121. La portion principale 120, tendant à revenir dans sa position initiale par élasticité, agit ainsi comme un ressort en exerçant une pression sur l'élément de la turbomachine 1 axialement adjacent au distributeur. La valeur de l'angle a est déterminée de manière à ce que, lorsque le distributeur est assemblé à la turbomachine, et au cours d'un fonctionnement normal de celle-ci, un contact existe toujours entre la portion principale 120 de la lamelle 12 et l'élément de la turbomachine 1 axialement adjacent au distributeur.
[0041] La figure 6 représente une vue partielle du dessus, c'est-à-dire selon la direction radiale, d'une extrémité amont d'une plateforme 16. Des lames, ou épingles 170, servant à exercer une pression sur des couvres joints afin de maintenir ces derniers au niveau des jonctions entre deux lamelles 12 circonférentiellement adjacentes peuvent être utilisées afin d'exercer une pression contre les portions principales 120 des lamelles 12 par l'intermédiaire d'une portion de contact 171, et accentuer ainsi la pression de contact entre les portions principales 120 et l'élément de la turbomachine 1, améliorant ainsi davantage l'étanchéité. Ces épingles sont fixées sur une paroi radiale 163 par l'intermédiaire d'un rivet 164. On note que les rivets 164 servant à fixer ces épingles 170 au distributeur, ne sont pas en contact avec les lamelles 12, ce qui permet de limiter l'endommagement par cisaillement des lamelles 12.
[0042] En outre, la première portion pliée 121 est plaquée contre la face externe de la plateforme 16 par un moyen de serrage 40, ce dernier étant configuré pour exercer une pression dans la direction radiale sur la première portion pliée 121, cette dernière étant ainsi prise en sandwich entre le moyen de serrage 40 et la plateforme 16. Selon ce mode de réalisation, le moyen de serrage 40 est un jonc, permettant de serrer simultanément les deux lamelles 12 de 180° contre la face externe des plateformes du distributeur, le jonc venant se loger dans la gorge formée par la portion principale 120, la première portion pliée 121 et la deuxième portion pliée 122.
[0043] Le jonc est un anneau ouvert, de préférence métallique, par exemple en un alliage à base de nickel et/ou de cobalt, présentant deux extrémités libres circonférentiellement en vis-à-vis, mais séparées l'une de l'autre. Le jonc présente un diamètre initial D0. Lorsque ces deux extrémités libres sont éloignées l'une de l'autre, à l'aide d'une pince par exemple, le jonc métallique se déforme élastiquement de telle sorte que son diamètre augmente, permettant de disposer ce dernier autour du distributeur, tout en maintenant les extrémités éloignées l'une de l'autre. Lorsque le jonc est à la position souhaitée, dans la gorge formée par les lamelles 12, ses extrémités libres sont relâchées. Le jonc tend alors à retrouver sa forme initiale, jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre la première portion pliée 121, atteignant ainsi son diamètre final Df, lorsqu'il serre les lamelles 12 contre la face externe des plateformes extérieures 16. Afin que la force exercée par le moyen de serrage 40 sur la première portion pliée 121 soit suffisante, c'est-à-dire qu'il assure un serrage permettant d'éviter que la lamelle ne se détache, le diamètre initial D0 du jonc doit donc être inférieur au diamètre final Df.
[0044] Cet exemple présente le serrage d'une lamelle 12 sur la face externe d'une plateforme extérieure 16. Néanmoins, le moyen de serrage 40 peut également être utilisé pour serrer une lamelle 12 sur la face externe d'une plateforme intérieure 18. Dans ce cas, à l'inverse du cas décrit dans le paragraphe précédent, le jonc est déformé en rapprochant les extrémités libres de celui-ci, amenant ces extrémités à se chevaucher, de telle sorte que le diamètre du jonc diminue. Lorsque le jonc est à la position souhaitée, dans la gorge formée par les lamelles 12, la position déformée du jonc est alors relâchée. Le diamètre du jonc tend alors à augmenter de nouveau pour retrouver sa forme initiale, jusqu'à ce qu'il vienne en butée contre la première portion pliée 121, atteignant ainsi son diamètre final Df lorsqu'il serre les lamelles 12 contre la face externe des plateformes intérieures 18. Afin que la force exercée par le moyen de serrage 40 sur la première portion pliée 121 soit suffisante, c'est-à-dire qu'il assure un serrage permettant d'éviter que la lamelle ne se détache, le diamètre initial D0 du jonc doit donc être supérieur au diamètre final Df.
[0045] Bien que dans le mode de réalisation décrit ci- dessus, le moyen de serrage 40 soit un jonc, d'autres moyens de serrage sont envisageables, tels que des circlips, des colliers de serrage ou des bagues comportant par exemple une première portion et une deuxième portion, les première et deuxième portions étant fixées ensemble autour du distributeur de manière à serrer les lamelles contre les faces externes des plateformes du distributeur.
[0046] Par ailleurs, les portions principales 120 de chaque lamelle 12 présentent une extrémité circonférentielle 120a, ladite extrémité circonférentielle 120a s'étendant suivant la direction radiale. Les dimensions des lamelles 12 sont configurées de telle sorte que les extrémités circonférentielles 120a de deux lamelles circonférentiellement adjacentes se chevauchent, de manière à former une portion de chevauchement 125. Cette portion de chevauchement 125 permet d'assurer l'étanchéité de jonction entre deux lamelles 12 circonférentiellement adjacentes. Les dimensions des lamelles 12 sont configurées de telle sorte la portion de chevauchement 125 s'étendent sur un angle compris entre 1 et 10°. La portion de chevauchement peut également être formée en emboutissant une extrémité circonférentielle d'une lamelle 12, créant ainsi un décaissement sur une face de la portion principale 120, à l'extrémité circonférentielle de cette lamelle 12, l'extrémité circonférentielle de la lamelle adjacente venant alors se loger dans ce décaissement (cf. figure 4).
[0047] En outre, pour chaque lamelle 12, la longueur selon la circonférence (en d'autres termes la longueur de l'arc de cercle) de la première portion pliée 121 et de la deuxième portion pliée 122, est sensiblement inférieure à la longueur selon la circonférence de la portion principale 120. Ainsi, seules les extrémités circonférentielles des portions principales 120 se chevauchent. Les extrémités circonférentielles de la première portion pliée 121 et de la deuxième portion pliée 122 de deux lamelles 12 circonférentiellement adjacentes sont disjointes l'une de l'autre. Cette configuration permet de faciliter l'assemblage des lamelles 12 autour du distributeur, et notamment la jonction de deux lamelles 12 adjacentes.
[0048] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l’invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
[0049] Il est également évident que toutes les caractéristiques décrites en référence à un procédé sont transposables, seules ou en combinaison, à un dispositif, et inversement, toutes les caractéristiques décrites en référence à un dispositif sont transposables, seules ou en combinaison, à un procédé.

Claims

REVENDICATIONS
1. Distributeur pour une turbine de turbomachine s'étendant autour d'un axe (X), le distributeur comportant une pluralité de secteurs (10) comprenant chacun au moins une pale (13) qui s'étend radialement entre une plateforme intérieure (18) et une plateforme extérieure (16), le distributeur comportant au moins deux lamelles d'étanchéité (12) comportant chacune une portion principale (120) configurée pour assurer l'étanchéité entre le distributeur et un élément (1) de la turbomachine adjacent au distributeur, et une première portion pliée (121) par rapport à la portion principale (120), la première portion pliée (121) étant en contact avec une face externe d'au moins une plateforme (16, 18), chaque lamelle (12) étant maintenue à la au moins une plateforme (16, 18) par un moyen de serrage (40) configuré pour serrer la première portion pliée (121) entre la face externe de la plateforme (16, 18) et le moyen de serrage (40).
2. Distributeur selon la revendication 1, comportant deux lamelles (12) formant chacune un demi-anneau, le moyen de serrage (40) étant disposé autour du distributeur de manière à serrer les deux lamelles (12) contre les faces externes des plateformes (16, 18) du distributeur. 3. Distributeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la portion principale (120) et la première portion pliée (121) de chaque lamelle (12) forment entre elles un angle compris entre 90° et 150°. 4. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel les lamelles (12) comportent chacune une deuxième portion pliée (122) s'étendant depuis la première portion pliée (121), sensiblement perpendiculairement à celle-ci, et venant en contact avec une paroi radiale (163) qui s'étend radialement en saillie de l'au moins une plateforme (16, 18).
5. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, comprenant deux lamelles (12) circonférentiellement adjacentes autour du distributeur disposées de manière à ce qu'une extrémité circonférentielle (120a) de la portion principale (120) d'une lamelle (12) soit superposée à une extrémité circonférentielle (120a) de la portion principale (120) de la lamelle (12) adjacente.
6. Distributeur selon la revendication 5, dans lequel l'extrémité circonférentielle (120a) de la portion principale (120) d'une lamelle (12) et l'extrémité circonférentielle (120a) de la portion principale
(120) de la lamelle (12) adjacente se superposent sur une distance comprise entre 1 et 10 mm.
7. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le moyen de serrage (40) comporte au moins une surface de serrage, la surface de serrage étant en contact avec la première portion pliée (121).
8. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen de serrage (40) est un jonc.
9. Distributeur selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, comportant au moins une lame (170) fixée à la paroi radiale (163), et configurée pour exercer une pression sur une lamelle (12).
10.Turbomachine comportant un distributeur selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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