EP4381176A1 - Distributeur pour turbomachine - Google Patents

Distributeur pour turbomachine

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Publication number
EP4381176A1
EP4381176A1 EP22754458.2A EP22754458A EP4381176A1 EP 4381176 A1 EP4381176 A1 EP 4381176A1 EP 22754458 A EP22754458 A EP 22754458A EP 4381176 A1 EP4381176 A1 EP 4381176A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flange
sealing element
distributor
pin
turbomachine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22754458.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Joao Antonio Amorim
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Publication of EP4381176A1 publication Critical patent/EP4381176A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • 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
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • 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
    • F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
    • 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
    • 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
    • F05D2240/11—Shroud seal segments
    • 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
    • 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

  • TITLE Distributor for turbomachine
  • the invention relates to a distributor for a turbomachine, such as for example a turbojet or an airplane turboprop.
  • FIG. 1 represents a turbomachine 1 with double flow and double body.
  • the axis of the turbomachine is referenced X and corresponds to the axis of rotation of the rotating parts.
  • axial, radial and circumferential are defined with respect to the axis of the turbomachine.
  • the turbomachine 1 comprises, from upstream to downstream in the direction of gas flow, a fan 2, a low pressure compressor 3, a high pressure compressor 4, a combustion chamber 5, a high pressure turbine 6 and a low pressure turbine 7.
  • the air from the fan 2 is divided into a primary flow 8 flowing in a primary annular vein 9, and a secondary flow 10 flowing in a secondary annular vein 11 surrounding the primary annular vein 10.
  • the low pressure compressor 3, the high pressure compressor 4, the combustion chamber 5, the high pressure turbine 6 and the low pressure turbine 7 are arranged in the primary stream 9.
  • the rotor of the high pressure turbine 6 and the rotor of the high pressure compressor 4 are integral in rotation via a first shaft 12 so as to form a high pressure body.
  • the rotor of the low pressure turbine 7 and the rotor of the low pressure compressor 3 are integral in rotation via a second shaft 13 so as to form a low pressure body, the fan 2 being able to be connected directly to the rotor of the compressor low pressure 3 or via an epicyclic gear train for example.
  • the low-pressure turbine 7 comprises in particular different successive stages, each stage comprising a movable wheel 14 and a distributor 15 located downstream of the movable wheel 14.
  • Each moving wheel 14 includes a disc 16 at which vanes 17 are mounted, the discs 16 of the different stages being interconnected by platforms 18 fixed to each other and to the low-pressure rotor shaft 13.
  • the sealing 19 of the rotor carrying wipers 20 is also mounted axially between the discs 16 of two successive movable wheels 14.
  • Each distributor 15 comprises an internal platform 21 and an external platform (not shown) connected by blades 22.
  • a first flange 23 extends radially inward from the internal platform 21 and cooperates with a sealing element 24 of the stator .
  • the sealing element 24 comprises an abradable support 25 comprising an annular part 25a extending axially and a second flange 26 extending radially outwards from said annular part 25a.
  • the first flange 23 is slidably mounted in an annular radial groove 27 of the second flange 26. In particular the first flange 23 can slide radially with respect to the second flange 26.
  • a pin 28 is secured to the first flange 23 and is slidably guided in an oblong hole 29 of the second flange 26, so as to allow the displacement in translation, in the radial direction, of the sealing element 24 with respect to to the first flange 23, while preventing the rotation, around the axis X of the turbine 7 and of the turbomachine 1, of said sealing element 24 with respect to the rest of the distributor 15.
  • the sealing element 24 further comprises a block 30 of abradable material covering the radially inner surface of the support 25, the lips 20 cooperating with the abradable block 30 so as to form a dynamic seal as is known per se.
  • the sliding of the sealing element 24 with respect to the first flange 23 makes it possible to authorize the free expansion or contraction of the sealing element 24, depending on the nature of the materials used and its temperature, with respect to to the internal platform 21 and to the first flange 23, which can follow different expansion phenomena, due to the different materials or temperatures, or due to the fact that they also undergo the expansion or contraction of a casing of the lower turbine pressure 7.
  • a low pressure turbine of this type is known from document FR 3 027 343, in the name of the Applicant.
  • the invention aims to remedy this drawback, in a simple, reliable and inexpensive manner.
  • the invention relates to a distributor for a turbomachine extending around an axis and comprising at least one stator blade which extends from a platform, a first flange extending radially inwards from the platform, a sealing element being mounted on the first flange, by means of sliding means allowing the radial displacement of said sealing element with respect to the first flange, said sliding means comprising at least one mounted pin on the sealing element and/or on the first flange, and engaged in at least one oblong orifice extending radially and formed in the first flange and/or in the sealing element, characterized in that the said pin and/or said orifice are covered, at least partially, with a cover plate located axially opposite at least part of the pin.
  • the cover plate can thus play a role of sealing and make it possible to avoid a parasitic flow of gas through the oblong orifice(s), from upstream to downstream. Such a characteristic thus makes it possible to improve the performance of the turbomachine.
  • the cover plate may extend axially upstream and/or axially downstream of the pin.
  • the cover plate may extend radially opposite at least part of the pin.
  • the cover plate may extend radially inside and/or radially outside at least a part of the pin.
  • the sheet may extend upstream or downstream of the pin to be axially opposite said pin.
  • the sliding means are designed to allow radial displacement of said sealing element relative to the first flange of between 0.5 and 10 mm.
  • the cover plate can be attached to the sealing element or to the first flange.
  • the cover plate can be fixed by brazing, welding or riveting, for example on the sealing element or on the flange.
  • the cover plate can be attached to the sealing element, in particular to a second radial flange of the sealing element.
  • the second flange may be in contact with the first flange.
  • the pin can be formed by a bolt comprising a screw and a nut, the screw comprising a screw head and a rod extending into the corresponding hole or holes.
  • the cover plate can cover the nut so as to form a cage delimiting an internal volume between the cover plate, on the one hand, and the sealing element or the first flange, on the other hand, the nut being housed and maintained in said internal volume.
  • Such a feature prevents the removal of the nut.
  • the internal volume of the cage can be dimensioned so as to allow the axial displacement of the nut and the screw.
  • the cover plate may include an opening through which at least part of the pin passes.
  • the opening can be crossed by the free end of the screw rod.
  • the section of the opening of the cover plate can be greater than the section of the part concerned of the pin.
  • the section of the opening of the cover plate is at least equal to the section of the first orifice and/or the second orifice.
  • a first oblong orifice can be made on the first flange, a second oblong orifice being made on the sealing element, each orifice being crossed by said pin.
  • the second oblong orifice can be formed on the second flange.
  • the platform can extend over an angular sector and comprise on a circumferential end face at least one housing for an inter-sector sealing sheet.
  • the inter-sector sealing sheet can be annular and non-sectored.
  • Each sealing plate can be fixed to the internal platform, for example by welding, brazing or riveting.
  • Each sealing plate can be fixed to the first flange, for example by welding, brazing or riveting.
  • Each sealing plate may include a branch extending axially and extending radially inside the internal platform, and a branch extending radially.
  • Said radially extending branch can be in contact with the first flange and/or with the sealing element, in particular with the second flange of the sealing element.
  • the distributor may comprise a first inter-sector sealing plate and a second inter-sector sealing plate, located respectively upstream and downstream of the first flange.
  • At least one inter-sector sealing plate may comprise an opening arranged opposite the pin and the corresponding orifice.
  • the pin screw may have a head resting on the inter-sector sealing plate.
  • the cover plate can be housed, at least in part, in an opening of the inter-sector sealing plate.
  • Said opening may be a notch opening out at a radially inner end of the inter-sector sealing plate.
  • the sealing element may be annular and comprise an abradable support and a block of abradable material located radially inside the abradable support and fixed to said support.
  • the abradable support may include the second flange.
  • the abradable support may include an axially extending annular portion and a radially extending annular portion, forming the second flange.
  • the sealing element may or may not be sectorized. Sealing means can be provided between the sectors, when said ring is sectorized.
  • the invention also relates to a low-pressure turbomachine turbine, characterized in that it comprises a distributor of the aforementioned type.
  • the invention also relates to a turbomachine comprising a low-pressure turbine of the aforementioned type or a distributor of the aforementioned type.
  • the turbomachine may be a turbojet or an aircraft turboprop.
  • the aircraft may be an airplane.
  • the invention also relates to an aircraft comprising a turbomachine of the aforementioned type.
  • FIG. 1 is a half-view in longitudinal section of a turbomachine of the prior art
  • FIG. 2 is a longitudinal sectional view of part of a prior art low pressure turbine
  • FIG. 3 is a perspective view of part of a low pressure turbine nozzle according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of part of the dispenser of Figure 3
  • FIG. 5 is a radial sectional view of part of the dispenser of Figure 3.
  • FIGS 3 to 5 illustrate part of a distributor 15 intended to equip a low pressure turbine 7 of a turbomachine 1, according to one embodiment of the invention.
  • the distributor 15 is intended to be mounted downstream of a moving wheel 14 of the low pressure turbine 7.
  • the distributor 15 extends around an axis which coincides with the axis of the low pressure turbine 7 and with the axis X of the turbomachine 1 .
  • the distributor 15 comprises a radially inner platform 21 and a radially outer platform (not shown), connected to each other by blades 22 extending radially.
  • the radially outer platform may comprise hooks allowing the attachment of the outer platform to a casing of the low pressure turbine 7.
  • the internal 21 and external platforms are cylindrical or tapered.
  • the radially internal platform 21 comprises at least one flange 31 at its upstream and/or downstream ends, the flange 31 extending radially inwards and making it possible to form a labyrinth seal with the spoilers 32 of the platforms 33 of the blades of the mobile wheels 14, as is known per se and visible in Figure 2.
  • a first annular flange 23 extends radially inwards from an axially median zone of the internal platform 21.
  • the first flange 23 comprises oblong holes 29, regularly distributed over the circumference.
  • the distributor 15 further comprises a sealing element 24 mounted on the first flange 23 and located radially inside the internal platform 21 .
  • the sealing element 24 comprises an abradable support 25 comprising a cylindrical or frustoconical part 25a and a second flange 26 extending radially outwards from an axially median zone of said cylindrical or frustoconical part 25a.
  • An annular abradable block 30 is fixed to the internal surface of the cylindrical or frustoconical part 25a.
  • the abradable block 30 comprises an upstream part 30a whose radially inner surface is cylindrical and has a first diameter and a downstream part 30b whose radially inner surface is cylindrical and has a second diameter. The first diameter is greater than the second diameter.
  • Each part 30a, 30b is intended to cooperate with at least one wiper 20 of the rotor of the turbine 7 so as to form a dynamic seal.
  • the second flange 26 has oblong holes 34.
  • the second flange 26 is parallel and is capable of coming axially into plane contact with the first flange 23.
  • the oblong holes 34 of the second flange 26 are located opposite the oblong holes 29 of the first double crochet 23.
  • the bolt 35 comprises a screw 36 and a nut 37.
  • the screw 36 comprises a head 36a and a rod 36b.
  • Rod 36b passes through oblong holes 29, 34, nut 37 being screwed onto said rod 36b.
  • the head 36a of the screw 36 bears against the upstream face of the first flange 23, directly or indirectly.
  • the nut 37 bears against the downstream face of the second flange 26, directly or indirectly.
  • the reverse can be considered.
  • the second flange 26 can thus be moved radially with respect to the first flange 23, upwards or downwards, until the rod 36b of the screw 36 comes into contact with the corresponding radial ends of the oblong holes. 29, 34.
  • Such sliding means are designed to allow radial displacement of the sealing element 24 relative to the first flange 23 of between 0.5 and 10 mm.
  • only the first flange 23 or only the second flange 26 can comprise an oblong hole 29, 34, the other flange comprising a hole with a diameter corresponding to the diameter of the rod 36b of the screw 36.
  • the distributor 15 further comprises a cover plate 38 forming a cage in which the nut 37 is housed.
  • the cover plate 38 comprises a central part 38a comprising an orifice 39 allowing the passage of the rod 36b of the screw its movement in the radial direction, and peripheral edges 38b fixed, for example welded or brazed, to the second flange 26.
  • Cover plate 38 defines an internal volume or cage with second flange 26 in which nut 37 is housed, orifice 39 being sized to prevent withdrawal of nut 37 from said internal volume.
  • the cover plate 38 can thus play a sealing role and make it possible to avoid a parasitic flow of gas through the oblong hole(s) 29, 34, from upstream to downstream. Such a characteristic thus makes it possible to improve the performance of the turbomachine 1 .
  • the cover plate 38 is dimensioned in such a way as to allow the translational movement of the screw 36 and the nut 37.
  • the distributor 15 can be sectorized.
  • the internal 21 and external platforms are sectorized, that is to say formed of several angular sectors, each sector of the internal platform 21 being connected to a corresponding sector of the external platform by at least two blades 22.
  • the sealing element 24 can also be sectorized. In this case, each sector is mounted so as to be able to move in translation in the radial direction, on the corresponding first flange 23 .
  • inter-sector sealing plates 40, 41 can be arranged radially inside the internal platform 21 and can extend circumferentially opposite the interface between at least two sectors of the internal platform 21 .
  • Each inter-sector sealing plate 40, 41 is, for example, annular and not sectorized.
  • Each sealing plate 40, 41 can be fixed to the internal platform 21, for example by welding, brazing or riveting.
  • Each sealing plate 40, 41 can also be fixed to the first flange 23, for example by welding, brazing or riveting.
  • Each sealing plate 40, 41 comprises a branch 40a, 41a extending axially and extending radially inside the internal platform 21, and a branch 40b, 41b extending radially.
  • An upstream sealing plate 40 thus comprises a branch 40b extending radially and in contact with the first flange 23.
  • Said radial branch 40b comprises at least one opening arranged opposite each corresponding orifice 29 of the first flange 23, allowing the passage of the rod 36b of the screw 36.
  • the head 36a of the screw 36 can rest on the said radial branch 40b of the upstream sealing plate 40, in particular at the level of the edge of the said opening.
  • the upstream sealing plate 40 further comprises an axial branch 40a extending upstream from the radially outer end of said radial branch 40b.
  • a downstream sealing plate 41 comprises a branch 41 b extending radially and in contact with the second flange 26.
  • Said radial branch 41 b comprises an opening, in particular a notch 42, in which the cover plate 38 is housed.
  • the downstream sealing plate 41 further comprises an axial branch 41 extending downstream from the radially outer end of said radial branch 41b.
  • the sealing plates make it possible to limit the leakage rates at the interface between the distributor sectors.

Landscapes

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

Abstract

L'invention concerne un distributeur (15) pour turbomachine (1) s'étendant autour d'un axe (X) et comportant au moins une pale (22) de stator qui s'étend à partir d'une plateforme (21), une première bride (23) s'étendant radialement vers l'intérieur depuis la plateforme (21), un élément d'étanchéité (24) étant monté sur la première bride (23), par l'intermédiaire de moyens de coulissement autorisant le déplacement radial dudit élément d'étanchéité (24) par rapport à la première bride (23), lesdits moyens de coulissement comportant au moins un pion (35) monté sur l'élément d'étanchéité (24) et/ou sur la première bride (23), et engagé dans au moins un orifice oblong (29, 34) s'étendant radialement et formé dans la première bride (23) et/ou dans l'élément d'étanchéité (24), caractérisé en ce que ledit pion (35) et/ou ledit orifice (29, 34) sont recouverts, au moins partiellement, d'une tôle de recouvrement (38) située axialement en regard d'au moins une partie du pion (35).

Description

DESCRIPTION
TITRE : Distributeur pour turbomachine
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne un distributeur pour turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
Etat de la technique antérieure
La figure 1 représente une turbomachine 1 à double flux et à double corps. L’axe de la turbomachine est référencé X et correspond à l’axe de rotation des parties tournantes.
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe de la turbomachine.
La turbomachine 1 comporte, de l’amont vers l’aval dans le sens d’écoulement des gaz, une soufflante 2, un compresseur basse pression 3, un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7.
L’air issu de la soufflante 2 est divisé en un flux primaire 8 s’écoulant dans une veine annulaire primaire 9, et un flux secondaire 10 s’écoulant dans une veine annulaire secondaire 1 1 entourant la veine annulaire primaire 10.
Le compresseur basse pression 3, le compresseur haute pression 4, la chambre de combustion 5, la turbine haute pression 6 et la turbine basse pression 7 sont ménagés dans la veine primaire 9.
Le rotor de la turbine haute pression 6 et le rotor du compresseur haute pression 4 sont solidaires en rotation par l’intermédiaire d’un premier arbre 12 de manière à former un corps haute pression.
Le rotor de la turbine basse pression 7 et le rotor du compresseur basse pression 3 sont solidaires en rotation par l’intermédiaire d’un second arbre 13 de manière à former un corps basse pression, la soufflante 2 pouvant être reliée directement au rotor du compresseur basse pression 3 ou bien par l’intermédiaire d’un train d’engrenage épicycloïdal par exemple.
Comme cela est mieux visible à la figure 2, la turbine basse-pression 7 comporte en particulier différents étages successifs, chaque étage comportant une roue mobile 14 et un distributeur 15 situé en aval de la roue mobile 14.
Chaque roue mobile 14 comporte un disque 16 au niveau duquel sont monté des aubes 17, les disques 16 des différents étages étant reliés entre eux par des plateformes 18 fixées les unes aux autres et à l’arbre de rotor basse pression 13. Une virole d’étanchéité 19 de rotor portant des léchettes 20 est en outre monté axialement entre les disques 16 de deux roues mobiles 14 successives. Chaque distributeur 15 comporte une plateforme interne 21 et une plateforme externe (non représentée) reliées par des pales 22. Une première bride 23 s’étend radialement vers l’intérieur depuis la plateforme interne 21 et coopère avec un élément d’étancheité 24 de stator. En particulier, l’élément d’étanchéité 24 comporte un support abradable 25 comportant une partie annulaire 25a s’étendant axialement et une seconde bride 26 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis ladite partie annulaire 25a. La première bride 23 est montée coulissante dans une gorge radiale annulaire 27 de la seconde bride 26. En particulier la première bride 23 peut coulisser radialement par rapport à la seconde bride 26.
Un pion 28 est solidaire de la première bride 23 et est guidé en coulissement dans un trou oblong 29 de la seconde bride 26, de façon à autoriser le déplacement en translation, dans la direction radiale, de l’élément d’étanchéité 24 par rapport à la première bride 23, tout en empêchant la rotation, autour de l’axe X de la turbine 7 et de la turbomachine 1 , dudit élément d’étanchéité 24 par rapport au reste du distributeur 15.
L’élément d’étanchéité 24 comporte en outre un bloc 30 de matériau abradable recouvrant la surface radialement interne du support 25, les léchettes 20 coopérant avec le bloc abradable 30 30 de façon à former un joint dynamique comme cela est connu en soi.
En fonctionnement, il convient de limiter le débit de gaz ne passant pas par les pales 22 du distributeur 15. En d’autres termes, il convient notamment de limiter le jeu entre les léchettes 20 et le bloc abradable 30, ce jeu pouvant être dépendant des différences de températures entre différentes zones de la turbine basse pression 7.
Le coulissement de l’élément d’étanchéité 24 par rapport à la première bride 23 permet d’autoriser la libre dilatation ou contraction de l’élément d’étanchéité 24, en fonction de la nature des matériaux utilisés et de sa température, par rapport à la plateforme interne 21 et à la première bride 23, qui peuvent suivre des phénomènes de dilatation différents, du fait des matériaux ou température différentes, ou du fait qu’ils subissent également la dilatation ou la contraction d’un carter de la turbine basse pression 7.
Une telle solution technique permet de mieux ajuster le jeu entre les léchettes 20 et l’élément d’étanchéité 30, tout en limitant les contraintes mécaniques au sein du distributeur.
Une turbine basse pression de ce type est connue du document FR 3 027 343, au nom de la Demanderesse.
En pratique, il existe un jeu axial entre la première bride 23 et la gorge 27 de la seconde bride 26, de sorte qu’un débit de fuite de gaz peut s’écouler axialement d’amont en aval du distributeur 25, au travers du trou oblong 29 et/ou du jeu entre la première bride 23 et la gorge 27 de la seconde bride 26.
Un tel débit de fuite pénalise le rendement de la turbine 7.
Présentation de l’invention L’invention vise à remédier à cet inconvénient, de façon simple, fiable et peu onéreuse.
A cet effet, l’invention concerne un distributeur pour turbomachine s’étendant autour d’un axe et comportant au moins une pale de stator qui s’étend à partir d’une plateforme, une première bride s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plateforme, un élément d’étanchéité étant monté sur la première bride, par l’intermédiaire de moyens de coulissement autorisant le déplacement radial dudit élément d’étanchéité par rapport à la première bride, lesdits moyens de coulissement comportant au moins un pion monté sur l’élément d’étanchéité et/ou sur la première bride, et engagé dans au moins un orifice oblong s’étendant radialement et formé dans la première bride et/ou dans l’élément d’étanchéité, caractérisé en ce que ledit pion et/ou ledit orifice sont recouverts, au moins partiellement, d’une tôle de recouvrement située axialement en regard d’au moins une partie du pion .
La tôle de recouvrement peut ainsi jouer un rôle d’étanchéité et permettre d’éviter un flux parasite de gaz au travers du ou des orifices oblongs, de l’amont vers l’aval. Une telle caractéristique permet ainsi d’améliorer les performances de la turbomachine.
La tôle de recouvrement peut s’étendre axialement en amont et/ou axialement en aval du pion. La tôle de recouvrement peut s’étendre radialement en regard d’au moins une partie du pion. La tôle de recouvrement peut s’étendre radialement à l’intérieur et/ou radialement à l’extérieur d’au moins une partie du pion.
La tôle peut s’étendre en amont ou en aval du pion pour être axialement en regard dudit pion. Les moyens de coulissement sont conçus pour autoriser un déplacement radial dudit élément d’étanchéité par rapport à la première bride compris entre 0,5 et 10 mm.
La tôle de recouvrement peut être fixée sur l’élément d’étanchéité ou sur la première bride.
La tôle de recouvrement peut être fixée par brasage, soudage ou rivetage par exemple sur l’élément d’étanchéité ou sur la bride.
La tôle de recouvrement peut être fixée sur l’élément d’étanchéité, en particulier sur une seconde bride radiale de l’élément d’étanchéité.
La seconde bride peut être en contact avec la première bride.
Le pion peut être formé par un boulon compotant une vis et un écrou, la vis comportant une tête de vis et une tige s’étendant dans le ou les orifices correspondants.
La tôle de recouvrement peut recouvrir l’écrou de manière à former une cage délimitant un volume interne entre la tôle de recouvrement, d’une part, et l’élément d’étanchéité ou la première bride, d’autre part, l’écrou étant logé et maintenu dans ledit volume interne.
Une telle caractéristique empêche le retrait de l’écrou.
Le volume interne de la cage peut être dimensionné de façon à permettre le déplacement axial de l’écrou et de la vis. La tôle de recouvrement peut comporter une ouverture traversée par au moins une partie du pion.
L’ouverture peut être traversée par l’extrémité libre de la tige de la vis. La section de l’ouverture de la tôle de recouvrement peut être supérieure à la section de la partie concernée du pion. La section de l’ouverture de la tôle de recouvrement est au moins égale à la section du premier orifice et/ou du second orifice.
Un premier orifice oblong peut être réalisé sur la première bride, un second orifice oblong étant réalisé sur l’élément d’étanchéité, chaque orifice étant traversé par ledit pion.
Le second orifice oblong peut être formé sur la seconde bride.
La plateforme peut s’étendre sur un secteur angulaire et comprendre sur une face d’extrémité circonférentielle au moins un logement pour une tôle d’étanchéité inter-secteurs.
La tôle d’étanchéité inter-secteurs peut être annulaire et être non sectorisée.
Chaque tôle d’étanchéité peut être fixée à la plateforme interne, par exemple par soudage, brasage ou rivetage.
Chaque tôle d’étanchéité peut être fixée à la première bride, par exemple par soudage, brasage ou rivetage.
Chaque tôle d’étanchéité peut comporter une branche s’étendant axialement et s’étendant radialement à l’intérieur de la plateforme interne, et une branche s’étendant radialement.
Ladite branche s’étendant radialement peut être en contact avec la première bride et/ou avec l’élément d’étanchéité, en particulier avec la seconde bride de l’élément d’étanchéité.
Le distributeur peut comporter une première tôle d’étanchéité inter-secteurs et une seconde tôle d’étanchéité inter-secteurs, situées respectivement en amont et en aval de la première bride.
Au moins une tôle d’étanchéité inter-secteurs peut comporter une ouverture disposée en regard du pion et de l’orifice correspondant.
La vis du pion peut comporter une tête en appui sur la tôle d’étanchéité inter-secteurs.
La tôle de recouvrement peut être logée, au moins en partie, dans une ouverture de la tôle d’étanchéité inter-secteurs. Ladite ouverture peut être une encoche débouchant au niveau d’une extrémité radialement interne de la tôle d’étanchéité inter-secteurs.
L’élément d’étanchéité peut être annulaire et comporter un support d’abradable et un bloc de matériau abradable situé radialement à l’intérieur du support d’abradable et fixé audit support. Le support d’abradable peut comporter la seconde bride. Le support d’abradable peut comporter une partie annulaire s’étendant axialement et une partie annulaire s’étendant radialement, formant la seconde bride.
L’élément d’étanchéité peut être sectorisé ou non. Des moyens d’étanchéité peuvent être prévus entre les secteurs, lorsque ledit anneau est sectorisé. L’invention concerne également une turbine basse pression de turbomachine, caractérisée en ce qu’il comporte un distributeur du type précité.
Bien entendu, l’invention est applicable à d’autres parties de la turbomachine.
L’invention concerne également une turbomachine comportant une turbine basse pression du type précité ou un distributeur du type précité.
La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur d’aéronef. L’aéronef peut être un avion.
L’invention concerne également un aéronef comportant une turbomachine du type précité.
Brève description des figures
[Fig. 1] est une demie-vue en coupe longitudinale d’une turbomachine de l’art antérieur, [Fig. 2] est une vue en coupe longitudinale d’une partie d’une turbine basse pression de l’art antérieur,
[Fig. 3] est une vue en perspective d’une partie d’un distributeur de turbine basse pression selon une forme de réalisation de l’invention,
[Fig. 4] est une vue en perspective d’une partie du distributeur de la figure 3, [Fig. 5] est une vue en coupe radiale d’une partie du distributeur de la figure 3.
Description détaillée de l’invention
Les figures 3 à 5 illustrent une partie d’un distributeur 15 destiné à équiper une turbine basse pression 7 d’une turbomachine 1 , selon une forme de réalisation de l’invention.
Le distributeur 15 est destiné à être monté en aval d’une roue mobile 14 de la turbine basse pression 7.
Le distributeur 15 s’étend autour d’un axe qui est confondu avec l’axe de la turbine basse pression 7 et avec l’axe X de la turbomachine 1 .
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe X du distributeur 15.
Le distributeur 15 comporte une plateforme radialement interne 21 et une plateforme radialement externe (non représentée), reliées l’une à l’autre par des pales 22 s’étendant radialement. La plateforme radialement externe peut comporter des crochets permettant l’accrochage de la plateforme externe sur un carter de la turbine basse pression 7.
Les plateformes interne 21 et externe sont cylindriques ou tronconiques.
La plateforme radialement interne 21 comporte au moins un rebord 31 à ses extrémités amont et/ou aval, le rebord 31 s’étendant radialement vers l’intérieur et permettent de former un joint labyrinthe avec des becquets 32 des plates-formes 33 des aubes des roues mobiles 14, comme cela est connu en soi et visible à la figure 2. Une première bride 23 annulaire s’étend radialement vers l’intérieur depuis une zone axialement médiane de la plateforme interne 21. La première bride 23 comporte des trous oblongs 29, régulièrement répartis sur la circonférence.
Le distributeur 15 comporte en outre un élément d’étanchéité 24 monté sur la première bride 23 et situé radialement à l’intérieur de la plateforme interne 21 .
L’élément d’étanchéité 24 comporte un support d’abradable 25 comportant une partie cylindrique ou tronconique 25a et une seconde bride 26 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une zone axialement médiane de ladite partie cylindrique ou tronconique 25a.
Un bloc abradable 30 annulaire est fixé sur la surface interne de la partie cylindrique ou tronconique 25a. Le bloc abradable 30 comporte une partie amont 30a dont la surface radialement interne est cylindrique et présente un premier diamètre et une partie aval 30b dont la surface radialement interne est cylindrique et présente un second diamètre. Le premier diamètre est supérieur au second diamètre. Chaque partie 30a, 30b est destiné à coopérer avec au moins une léchette 20 du rotor de la turbine 7 de manière à former un joint dynamique. La seconde bride 26 comporte des trous oblongs 34. La seconde bride 26 est parallèle et est apte à venir axialement en appui plan sur la première bride 23. Les trous oblongs 34 de la seconde bride 26 sont situés en regard des trous oblongs 29 de la première bride 23.
Pour chaque paire de trous oblongs 29, 34 de la première bride 23 et de la seconde bride 26 est associé un boulon 35. Le boulon 35 comporte une vis 36 et un écrou 37. La vis 36 comporte une tête 36a et une tige 36b. La tige 36b traverse les trous oblongs 29, 34, l’écrou 37 étant vissé sur ladite tige 36b. La tête 36a de la vis 36 est en appui sur la face amont de la première bride 23, directement ou indirectement. L’écrou 37 est en appui sur la face aval de la seconde bride 26, directement ou indirectement. Bien évidemment, l’inverse peut être envisagé.
En fonctionnement, la seconde bride 26 peut ainsi être déplacée radialement par rapport à la première bride 23, vers le haut ou vers le bas, jusqu’à ce que la tige 36b de la vis 36 vienne au contact des extrémités radiales correspondantes des trous oblongs 29, 34.
De tels moyens de coulissement sont conçus pour autoriser un déplacement radial de l’élément d’étanchéité 24 par rapport à la première bride 23 compris entre 0,5 et 10 mm.
En variante, seule la première bride 23 ou seule la seconde bride 26 peut comporter un trou oblong 29, 34, l’autre bride comportant un trou de diamètre correspondant au diamètre de la tige 36b de la vis 36.
Le distributeur 15 comporte en outre une tôle de recouvrement 38 formant une cage dans laquelle est logée l’écrou 37. La tôle de recouvrement 38 comporte une partie centrale 38a comportant un orifice 39 permettant le passage de la tige 36b de la vis 36 ainsi que son mouvement dans la direction radiale, et des bords périphériques 38b fixés, par exemple soudés ou brasés, sur la seconde bride 26. La tôle de recouvrement 38 définit un volume interne ou une cage avec la seconde bride 26 dans lequel est logé l’écrou 37, l’orifice 39 étant dimensionné pour empêcher un retrait de l’écrou 37 hors dudit volume interne.
La tôle de recouvrement 38 peut ainsi jouer un rôle d’étanchéité et permettre d’éviter un flux parasite de gaz au travers du ou des trous oblongs 29, 34, de l’amont vers l’aval. Une telle caractéristique permet ainsi d’améliorer les performances de la turbomachine 1 .
La tôle de recouvrement 38 est dimensionnée de façon à autoriser le mouvement de translation de la vis 36 et de l’écrou 37.
Le distributeur 15 peut être sectorisé. Dans ce cas, les plateformes interne 21 et externe sont sectorisées, c’est-à-dire formées de plusieurs secteurs angulaires, chaque secteur de la plateforme interne 21 étant relié à un secteur correspondant de la plateforme externe par au moins deux pales 22.
L’élément d’étanchéité 24 peut également être sectorisé. Dans ce cas, chaque secteur est monté de façon mobile en translation dans la direction radiale, sur la première bride 23 correspondante.
Dans le cas où le distributeur 15 est sectorisé, des tôles d’étanchéité inter-secteurs 40, 41 peuvent être disposées radialement à l’intérieur de la plateforme interne 21 et peuvent s’étendre circonférentiellement en regard de l’interface entre au moins deux secteurs de la plateforme interne 21 .
Chaque tôle d’étanchéité inter-secteurs 40, 41 est par exemple annulaire et non sectorisée.
Chaque tôle d’étanchéité 40, 41 peut être fixée à la plateforme interne 21 , par exemple par soudage, brasage ou rivetage. Chaque tôle d’étanchéité 40, 41 peut également être fixée à la première bride 23, par exemple par soudage, brasage ou rivetage.
Chaque tôle d’étanchéité 40, 41 comporte une branche 40a, 41 a s’étendant axialement et s’étendant radialement à l’intérieur de la plateforme interne 21 , et une branche 40b, 41 b s’étendant radialement.
Une tôle d’étanchéité amont 40 comporte ainsi une branche 40b s’étendant radialement et en contact avec la première bride 23. Ladite branche radiale 40b comporte au moins une ouverture disposée en regard de chaque orifice 29 correspondant de la première bride 23, permettant le passage de la tige 36b de la vis 36. La tête 36a de la vis 36 peut prendre appui sur ladite branche radiale 40b de la tôle d’étanchéité amont 40, en particulier au niveau du bord de ladite ouverture.
La tôle d’étanchéité amont 40 comporte en outre une branche axiale 40a s’étendant vers l’amont depuis l’extrémité radialement externe de ladite branche radiale 40b.
Une tôle d’étanchéité aval 41 comporte une branche 41 b s’étendant radialement et en contact avec la seconde bride 26. Ladite branche radial 41 b comporte une ouverture, en particulier une encoche 42, dans laquelle est logée la tôle de recouvrement 38. La tôle d’étanchéité aval 41 comporte en outre une branche axiale 41 s’étendant vers l’aval depuis l’extrémité radialement externe de ladite branche radiale 41 b.
Les tôles d’étanchéité permettent de limiter les débits de fuite à l’interface entre les secteurs du distributeur.

Claims

9 REVENDICATIONS
1 . Distributeur (15) pour turbomachine (1 ) s’étendant autour d’un axe (X) et comportant au moins une pale (22) de stator qui s’étend à partir d’une plateforme (21), une première bride (23) s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plateforme (21), un élément d’étanchéité (24) étant monté sur la première bride (23), par l’intermédiaire de moyens de coulissement autorisant le déplacement radial dudit élément d’étanchéité (24) par rapport à la première bride (23), lesdits moyens de coulissement comportant au moins un pion (35) monté sur l’élément d’étanchéité (24) et/ou sur la première bride (23), et engagé dans au moins un orifice oblong (29, 34) s’étendant radialement et formé dans la première bride (23) et/ou dans l’élément d’étanchéité (24), caractérisé en ce que ledit pion (35) et/ou ledit orifice (29, 34) sont recouverts, au moins partiellement, d’une tôle de recouvrement (38) située axialement en regard d’au moins une partie du pion (35), le pion (35) étant formé par un boulon compotant une vis (36) et un écrou (37), la vis (36) comportant une tête de vis (36a) et une tige (36b) s’étendant dans le ou les orifices (29, 34) correspondants, la tôle de recouvrement (38) recouvrant l’écrou (37) de manière à former une cage délimitant un volume interne entre la tôle de recouvrement (38), d’une part, et l’élément d’étanchéité (24) ou la première bride (23), d’autre part, l’écrou (37) étant logé et maintenu dans ledit volume interne.
2. Distributeur (15) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la tôle de recouvrement (38) est fixée sur l’élément d’étanchéité (24) ou sur la première bride (23).
3. Distributeur (15) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tôle de recouvrement (38) comporte une ouverture (39) traversée par au moins une partie (36b) du pion (35).
4. Distributeur (15) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’un premier orifice oblong (29) est réalisé sur la première bride (23), un second orifice oblong (36) étant réalisé sur l’élément d’étanchéité (24), chaque orifice (29, 36) étant traversé par ledit pion (35).
5. Distributeur (15) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la plateforme (21) s’étend sur un secteur angulaire et comprend sur une face d’extrémité circonférentielle au moins un logement pour une tôle d’étanchéité inter-secteurs (40, 41).
6. Distributeur (15) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément d’étanchéité (24) est annulaire et comporte, d’une part, un support d’abradable (25) et, d’autre part, un bloc de matériau abradable (30) situé radialement à l’intérieur du support d’abradable (25), le bloc de matériau abradable (30) étant fixé audit support d’abradable (25). Turbine basse pression (7) de turbomachine (1), caractérisée en ce qu’elle comporte un distributeur (15) selon l’une des revendications précédentes. Turbomachine (1) comportant une turbine basse pression (7) selon la revendication 7 ou un distributeur (15) selon l’une des revendications 1 à 6.
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