FR2465874A1 - GAS-TIGHT GASKET FOR TURBINE OF GAS TURBINE ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UNE TURBINE POUR MOTEUR A TURBINE A GAZ COMPORTANT UN ETAGE D'AUBES PROFILEES ROTATIVES 16 ENTOURE D'UN BANDAGE 26 EN NITRURE DE SILICIUM. POUR REDUIRE LE TRANSFERT DE CHARGES ENTRE LE BANDAGE 26 ET LE CARTER 13 DE LA TURBINE, CE BANDAGE EST PORTE RADIALEMENT PAR LE CARTER DE TURBINE, ET MAINTENU A DISTANCE DE LUI, AU MOYEN D'UN JOINT ANNULAIRE FAIT DE FILAMENTS ELASTIQUES 33, 34 DIT "JOINT A BROSSE". LE DISPOSITIF PERMET DE REDUIRE LES DEFORMATIONS THERMIQUES DIFFERENTIELLES ENTRE LE CARTER ET LE BANDAGE, ET LES FUITES DE GAZ PAR LE MAINTIEN D'UN JEU CONSTANT ENTRE LES POINTES DES AUBES MOBILES 16 ET LE BANDAGE.THE INVENTION CONCERNS A TURBINE FOR A GAS TURBINE ENGINE WITH A STAGE OF ROTATING PROFILED BLADES 16 SURROUNDED BY A BANDAGE 26 OF SILICON NITRIDE. TO REDUCE THE TRANSFER OF LOADS BETWEEN BANDAGE 26 AND CASE 13 OF THE TURBINE, THIS BANDAGE IS CARRIED RADIALLY BY THE TURBINE CASE, AND HELD REMOTE FROM IT, BY MEANS OF AN ANNULAR SEAL MADE OF ELASTIC FILAMENTS 33, 34 SAID "BRUSH SEAL". THE DEVICE ALLOWS THE DIFFERENTIAL THERMAL DEFORMATION BETWEEN THE CRANKCASE AND THE BANDAGE AND GAS LEAKS BY MAINTAINING A CONSTANT CLEARANCE BETWEEN THE POINTS OF THE MOBILE BLADES 16 AND THE BANDAGE.
Description
La présente invention concerne un élément porteur etThe present invention relates to a carrier element and
un élément porté par ce dernier.an element carried by the latter.
Un problème qui se pose depuis longtemps est celui A long-standing problem is that
consistant à faire porter des éléments sujets à dila- consisting in carrying items subject to dila-
tation et à contraction thermiques par des éléments porteurs soumis aux mêmes dilatations et contractions thermal contraction and contraction by load-bearing elements subjected to the same expansions and contractions
mais selon un coefficient différent. Si les deux é- but according to a different coefficient. If both
léments sont joints de façon rigide, chacun d'eux sera soumis à des contraintes pouvant, en fin de compte, entraîner sa rupture. C'est principalement le cas lorsque l'un de ces éléments, ou tous les deux, sont elements are rigidly joined, each of them will be subjected to stresses which can, in the end, lead to its rupture. This is mainly the case when one or both of these elements are
faits d'une matière fragile telle qu'une matière cé- made of a fragile material such as a material
ramique. Ce problème peut se poser dans les moteurs à turbine ramic. This problem can arise in turbine engines
à gaz, et en particulier dans la région de leurs cham- gas, and in particular in the region of their
bres de combustion et de leurs turbines Les turbines classiques de moteurs à turbine à gaz combustion flames and their turbines Conventional turbines for gas turbine engines
comportent un carter renfermant des étages, alternati- have a casing containing stages, alternating
vement fixes et rotatifs, d'aubes profilées aérodyna- fixed and rotating, aerodynamically shaped blades
miquement, disposés dans un passage annulaire parcouru par les gaz. Pour assurer le fonctionnement efficace mically, arranged in an annular passage through which the gases pass. To ensure efficient operation
de ces turbines, il importe que le jeu entre les ex- of these turbines, it is important that the play between the ex-
trénités libres (ou pointes) des aubes tournantes et la paroi radialement externe du passage annulaire à gaz soit aussi réduit que possible. Si ce jeu est trop grand, il se produira, aux pointes des aubes, une fuite excessive de gaz qui diminuera le rendement free trenities (or tips) of the rotating vanes and the radially outer wall of the annular gas passage is as small as possible. If this clearance is too large, an excessive gas leakage will occur at the tips of the blades which will decrease the efficiency.
de la turbine. Mais si ce jeu est faible, pour ré- of the turbine. But if this play is weak, to re-
duire ces fuites, il y a risque de voir, dans certai- to leak these leaks, there is a risk of seeing, in certain
nes conditions de fonctionnement de la turbine, les pointes des aubes tournantes venir toucher la paroi du passage annulaire à gaz et endommager à la fois l'aube et la paroi Pour essayer de garantir l'obtention d'un jeu optimal pour les pointes d'aubes et de maintenir au minimum la fuite de gaz par ces pointes d'aubes, on a proposé d'entourer d'-un bandage annulaire les étages d'aubes mobiles. Ce bandage annulaire est habituellement fixé nes conditions of operation of the turbine, the tips of the rotating blades touch the wall of the annular gas passage and damage both the blade and the wall To try to guarantee obtaining an optimal clearance for the tips of blades and to keep gas leakage to a minimum by these blade tips, it has been proposed to surround the stages of movable blades with an annular bandage. This ring bandage is usually attached
au carter de turbine de façon à offrir une surface ra- to the turbine housing so as to provide a reduced surface
dialement interne définissant une partie de la paroi radialement externe du passage annulaire à gaz de la internal alignment defining a part of the radially external wall of the annular gas passage of the
turbine. Ce bandage annulaire étant une pièce rela- turbine. This annular bandage being a relative piece
tivement simple à fabriquer,.ses tolérances peuvent être assez strictes pour que le jeu des pointes des aubes mobiles soit aussi proche que possible de sa valeur optimale. IMais les bandages annulaires posent tively simple to manufacture, its tolerances can be strict enough so that the play of the tips of the movable blades is as close as possible to its optimum value. But the bandages pose
d'autres problèmes quand il s'agit d'assurer le main- other problems when it comes to securing maintenance
tien d'un jeu optimal des pointes d'aubes pendant le fonctionnement de la turbine. Ces problèmes sont principalement en rapport avec les coefficients de dilatation thermique différents du carter de turbine, du bandage annulaire, et du groupe d'aubes mobiles C'est ainsi que, bien que le carter de turbine et le bandage annulaire puissent être faits de matériaux de optimal play of the blade tips during operation of the turbine. These problems are mainly related to the different coefficients of thermal expansion of the turbine casing, the annular bandage, and the group of movable blades. Thus, although the turbine casing and the annular bandage can be made of materials of
coefficients de dilatation thermique égaux ou sembla- equal or similar coefficients of thermal expansion
bles, la différence de leurs masses et des tempéra- the difference in their masses and temperatures
tures auxquelles ils sont exposés pendant le fonction- tures to which they are exposed during operation-
nement de la turbine implique fatalement qu'ils se of the turbine inevitably implies that they
dilateront ou-se contracteront selon des rapports dif- dilate or contract according to different ratios
férents. Il y a donc risque de déformation du ban- famous. There is therefore a risk of deformation of the ban-
dage et même du carter de turbine. Pour les mêmes of the turbine housing. For the same
raisons, il est vraisemblable que le bandage et l'é- reasons, it is likely that the bandage and
tage d'aubes mobiles se dilateront et se contracteront radialement selon des rapports différents, entraînant tage of moving blades will expand and contract radially in different ratios, causing
ainsi des variations du jeu des pointes d'aubes mobi- thus variations in the play of moving blade tips
les. La présente invention a pour objet de réaliser une structure comprenant un élément porteur et un élément porté par le premier, réduisant au minimum leurs charges respectives L'invention a également pour objet de réaliser une turbine comprenant un carter, un bandage annulaire et un étage d'aubes rotatives, appropriée à réduire au minimum les variations du jeu entre les pointes des the. The object of the present invention is to produce a structure comprising a load-bearing element and an element carried by the first, reducing their respective loads to a minimum. The object of the invention is also to produce a turbine comprising a casing, an annular bandage and a stage of '' rotating blades, suitable for minimizing variations in play between the tips of the
aubes mobiles et le bandage annulaire pendant le fonc- movable blades and the annular bandage during operation
tionnement de la turbine.turbine operation.
La structure selon l'invention comprend un élément porteur et un élément porté par celui-ci, l'un ou The structure according to the invention comprises a load-bearing element and an element carried by it, one or
l'autre desdits éléments étant pourvu d'une agglomé- the other of said elements being provided with an agglomeration-
ration de filaments hérissés disposés de façon à for- ration of spiky filaments arranged so as to form
mer un joint d'étanchéité à garniture en poils-de brosse (ou "joint à brosse"), ledit élément porté étant entouré par ledit joint à brosse de façon à être, à la fois, porté par ledit joint à brosse et maintenu éloigné dudit élément porteur par le même a seal with a bristle-brush seal (or "brush seal"), said worn element being surrounded by said brush seal so as to be both carried by said brush seal and kept apart of said carrier element by the same
joint à brosse.brush seal.
L'élément porté pourra avoir une section transversale The element carried may have a cross section
circulaire et le joint à brosse comporter une agglo- circular and the brush seal have a chipboard
annula recancel re
mération/de filaments hérissés, l'ensemble étant dis- meration / spiky filaments, the whole being dis-
posé de façon que le joint à brosse constitue l'unique placed so that the brush seal is the only
moyen de support radial de l'élément porté. radial support means of the element carried.
De préférence, les filaments hérissés seront montés sur une surface annulaire de l'élément porteur faisant Preferably, the spiky filaments will be mounted on an annular surface of the carrying element making
face radialement vers l'intérieur.face radially inward.
Selon un autre de ses aspects, l'invention réalise une turbine utilisable sur un moteur à turbine à gaz et comprenant un carter de turbine renfermant des organes According to another of its aspects, the invention realizes a turbine usable on a gas turbine engine and comprising a turbine casing containing organs
pouvant coopérer avec ce carter pour définir un passa- can cooperate with this housing to define a passa-
ge annulaire à gaz, un étage d'aubes tournantes dispo- gas annular ge, a stage of rotating vanes available
sé dans ce passage, et un bandage annulaire entourant les aubes tournantes mais sans les toucher, ce bandage annulaire comprenant une matière céramique constituant une partie de la paroi radialement externe du passage dried in this passage, and an annular bandage surrounding the rotary vanes but without touching them, this annular bandage comprising a ceramic material constituting a part of the radially external wall of the passage
et étant porté par le carter de turbine et simultané- and being carried by the turbine casing and simultaneously-
ment maintenu radialement éloigné de lui par une ag- ment kept radially away from it by an ag-
glomération annulaire de filaments hérissés montés sur ledit carter de turbine et disposés de façon à former un joint à brosse annulaire annular glomeration of spiky filaments mounted on said turbine housing and arranged to form an annular brush seal
Les joints à brosse annulaires sont connus et compor- The ring brush seals are known and include
tent traditionnellement un agglomérat annulaire de filaments élastiques hérissés, orientés radialement, immobilisés à leur extrémité radialement interne ou externe par un élément porteur. Les extrémités libres Traditionally an annular agglomerate of spiky elastic filaments, oriented radially, immobilized at their radially internal or external end by a carrier element. Free ends
des filaments prennent contact avec la surface péri- filaments make contact with the peri-surface
phérique d'un autre élément de façon à établir un joint étanche entre la surface périphérique de ce another element so as to establish a tight seal between the peripheral surface of this
dernier et l'élément-porteur.last and the carrier element.
Les filaments hérissés pourront être immobilisés par sertissage ou faire partie d'une étoffe tissée à la The spiky filaments may be immobilized by crimping or be part of a fabric woven to the
manière du velours.velvet way.
Du fait que le bandage annulaire est radialement porté par le carter de turbine et radialement espacé de lui Because the annular tire is radially carried by the turbine casing and radially spaced from it
par un joint à brosse comportant une pluralité de fi- by a brush seal comprising a plurality of threads
laments élastiques, il possède une marge de déplace- elastic laments, it has a margin of displacement
ment réduite par rapport au carter sans interruption continuously reduced compared to the casing
de l'étanchéité entre carter et bandage. En particu- sealing between casing and tire. In particular
lier, le bandage et le carter peuvent sed ilater ou se contracter selon des coefficients différents sans tying, the bandage and the casing can sedate or contract according to different coefficients without
rupture du joint étanche qui les sépare et sans trans- rupture of the watertight seal which separates them and without trans-
fert important de charge entre eux.important load fert between them.
L'absence de transfert important de charge entre le The absence of a significant charge transfer between the
bandage et le carter sur une gamme étendue de condi- tire and casing on a wide range of conditions
tions thermiques permet de réaliser un bandage en thermal tions allows a bandage to be made
matière céramique qui, dans des circonstances nor- ceramic material which in normal circumstances
males, ne pourrait pas être fixé directement au car- males, could not be attached directly to the car-
ter. Les matières céramiques possédant en général des ter. Ceramic materials generally having
coefficients assez bas de dilatation thermique, l'em- fairly low coefficients of thermal expansion, the em-
ploi d'un bandage comportant une matière céramique est extrêmement avantageux pour maintenir aux pointes des aubes des jeux réduits variant peu pendant le fonctionnement de la turbine. Donc, bien qu'il puisse bending a bandage comprising a ceramic material is extremely advantageous for maintaining at the tips of the blades reduced play that varies little during the operation of the turbine. So although he may
arriver que, pendant ce fonctionnement, l'étages d'au- happen that, during this operation, the
bes mobiles se dilate et se contracte radialement, les jeux aux pointes d'aubes entre les aubes mobiles et le bandage varieront moins qu'avec des bandages bes mobile expands and contracts radially, the play at the blade tips between the mobile blades and the tire will vary less than with tires
métalliques classiques.classic metal.
De préférence, le carter de turbine sera div'isé axia- Preferably, the turbine casing will be divided axially.
lement, dans la zone radialement extérieure de l'au- also in the radially outer region of the
bage mobile, de façon à définir un logement circonfé- mobile cage, so as to define a circumferential housing
rentiel pouvant recevoir le bandage annulaire compre- can receive the annular bandage compre-
nant une matière céramique et pourra en outre définir, extérieurement audit logement de bandage, une chambre annulaire dans laquelle le joint à brosse se placera entre la paroi radialement externe de cette chambre et la surface radialement externe du bandage De préférence, le joint à brosse annulaire comportera de nant ceramic material and may further define, externally to said bandage housing, an annular chamber in which the brush seal will be placed between the radially outer wall of this chamber and the radially outer surface of the bandage Preferably, the annular brush seal will include
un élément/support portant au moins une rangée annu- an element / support carrying at least one annular row
laire de filaments hérissés inclinés sur les rayons du bandage lair of spiky filaments tilted on the spokes of the bandage
Le bandage annulaire pourra comporter un élément mé- The annular bandage may include a metallic element.
tallique annulaire de soutien approprié à porter support ring size suitable for wearing
la partie céramique du bandage ainsi qu'à prendre con- the ceramic part of the bandage as well as taking
tact avec le joint à brosse annulaire. tact with the ring brush seal.
Le bandage pourra être porté par un joint à brosse The bandage can be worn by a brush seal
annulaire comportant deux ou plus de deux groupes an- annular comprising two or more of two groups an-
nulaires de filaments montés coaxialement, espacés coaxially mounted spaced apart filaments
axialement l'un de l'autre et portés par le même élé- axially from each other and carried by the same element
ment de support Lorsque le dispositif comportera deux ou plus de deux support ment When the device includes two or more than two
groupes annulaires de filaments, les filaments de cha- annular groups of filaments, the filaments of cha-
que groupe annulaire seront, de préférence, inclinés that ring group will preferably be inclined
sur les rayons du bandage annulaire dans un sens op- on the spokes of the annular band in an opposite direction
posé à celui des filaments du groupe contigu. posed to that of the filaments of the contiguous group.
De préférence, l'élément de support portant le groupe annulaire de filaments, ou chacun d'eux, sera monté sur la paroi radialement externe de ladite chambre annulaire définie par le carter de turbine de façon que l'extrénmité libre des filaments prenne contact Preferably, the support element carrying the annular group of filaments, or each of them, will be mounted on the radially external wall of said annular chamber defined by the turbine casing so that the free end of the filaments makes contact
avec le bandage et le soutienne.with the bandage and support it.
De préférence, les filaments du joint à brosse annu- Preferably, the filaments of the annular brush seal
laire seront faits d'un alliage à base de nickel. will be made of a nickel-based alloy.
De préférence, le bandage annulaire comportera une Preferably, the annular bandage will include a
partie annulaire faite de nitrure de silicium. annular part made of silicon nitride.
Le bandage annulaire pourra comporter en outre une autre matière céramique interposée entre la partie en nitrure de silicium et l'élément porteur de forme annulaire. Cette autre matière céramique pourra être appropriée à définir des intervalles d'air entre elle-m9me d'une The annular tire may also include another ceramic material interposed between the silicon nitride part and the carrier element of annular shape. This other ceramic material may be suitable for defining air intervals between itself of a
part, et la partie-en nitrure de'silicium.et/ou l'élé- part, and the silicon nitride part. and / or the element
ment annulaire de soutien d'autre part. ment ring support on the other hand.
L'invention est décrite ci-après en détail en se ré- The invention is described below in detail in detail.
férant à quelques exemples préférés, non limitatifs, de réalisation représentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une coupe axiale partielle d'un moteur à turbine à gaz comportant une turbine selon la présente invention; - la figure 2 est une coupe transversale selon la ligne A-A de la figure 1; - la figure 3 est une coupe axiale partielle montrant une variante de l'invention; et - la figure 4 est une coupe transversale selon la ligne B-B de la figure 3 La partie du moteur à turbine à gaz 10 représentée à la figure 1 comporte une chambre de combustion 11 et une turbine 12. Cette dernière comporte un carter 13 définissant la paroi radialement externe d'un passage annulaire à gaz 14 renfermant, dans le sens d'écoule- ment des gaz, des étages: d'aubage distributeur fixe: referring to some preferred, nonlimiting examples of embodiment shown in the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a partial axial section of a gas turbine engine comprising a turbine according to the present invention; - Figure 2 is a cross section along line A-A of Figure 1; - Figure 3 is a partial axial section showing a variant of the invention; and - Figure 4 is a cross section along line BB of Figure 3 The part of the gas turbine engine 10 shown in Figure 1 comprises a combustion chamber 11 and a turbine 12. The latter comprises a housing 13 defining the radially outer wall of an annular gas passage 14 containing, in the direction of flow of the gases, stages: of the fixed distributor blade:
, d'aubes profilées aérodynamiquement rotatives hau- , aerodynamically rotating profiled blades
te pression 16, d'aubage fixe basse pression 17, et d'aubes profilées aérodynamiquement rotatives basse pression 18. Les étages d'aubes profilées rotatives 16 et 18 sont montés, pour rotation, sur des disques respectivement 19 et 20. L'aubage distributeur 15 et les aubes profilées rotatives 16 constituent la section haute pression de la turbine 10, tandis que l'aubage fixe 17 et les aubes profilées rotatives 18 pressure 16, low pressure fixed vane 17, and aerodynamically rotatable low pressure vane blades 18. The stages of rotary profiled vane 16 and 18 are mounted, for rotation, on discs 19 and 20 respectively. distributor 15 and the rotary profiled vanes 16 constitute the high pressure section of the turbine 10, while the fixed vane 17 and the rotary profiled vanes 18
en constituent la section basse pression. les pla- constitute the low pressure section. the pla-
teaux 21, 22, 23 et 24 de l'aubage distributeur 15, des aubes profilées rotatives 16, de l'aubage fixe 17 et des aubes profilées rotatives 18, respectivement, définissent la paroi radialement interne du passage annulaire d'écoulement des gaz 14 Le carter de turbine 13 est interrompu axialement, selon des plans radiaux extérieurs au groupe d'aubes heads 21, 22, 23 and 24 of the distributor vane 15, of the rotary profiled vanes 16, of the fixed vane 17 and of the rotary profiled vanes 18, respectively, define the radially internal wall of the annular gas flow passage 14 The turbine casing 13 is axially interrupted, along radial planes external to the group of blades
mobiles haute pression 16, de façon à former un loge- high pressure mobiles 16, so as to form a housing
ment circonférentiel 25 destiné à abriter un bandage annulaire 26 en nitrure de silicium. Ce logement 25 a une longueur axiale suffisante pour permettre au bandage 26 de flotter par rapport à l'axe de rotation de la turbine 10. Les parois du logement 25 s'évasent extérieurement de façon à coopérer avec une couronne 27 de section transversale en forme générale de T, circumferential 25 intended to house an annular bandage 26 made of silicon nitride. This housing 25 has an axial length sufficient to allow the tire 26 to float relative to the axis of rotation of the turbine 10. The walls of the housing 25 flare outwardly so as to cooperate with a crown 27 of shaped cross section general of T,
pour définir ensemble une chambre annulaire 28. to define together an annular chamber 28.
La paroi radialement externe de la chambre 28 comporte The radially outer wall of the chamber 28 has
un évidement 30 logeant une bague de support 31 por-- a recess 30 housing a support ring 31 por--
tant deux groupes annulaires de filaments hérissés en both two annular groups of spiky filaments in
alliage à base de nickel 33 et 34 pointant vers l'in- nickel-based alloy 33 and 34 pointing inward
térieur dans un sens général radial et dont les extré- mités libres prennent contact avec la face radialement externe du bandage annulaire 26 et le soutiennent de façon à l'éloigner radialement du carter de turbine 13, ce bandage 26 étant maintenu axialement en place par les parois du logement 25. Les filaments 33 et 34 forment donc, avec la bague de support 31, un joint à térieur in a generally radial direction and whose free ends make contact with the radially external face of the annular bandage 26 and support it so as to move it away radially from the turbine casing 13, this bandage 26 being held axially in place by the walls of the housing 25. The filaments 33 and 34 therefore form, with the support ring 31, a seal with
brosse constituant le support radial unique du ban- brush constituting the single radial support of the ban-
dage 26.age 26.
Bien que pointant radialement vers l'intérieur, les filaments 33 sont inclinés sur les rayons du bandage 26 comme le montre la figure 2. Les filaments 34 sont également inclinés sur les mêmes rayons mais en sens inverse de sorte qu'en agissant conjointement ils s'opposent à toute tendance du bandage 26 à tourner dans le sens des aiguilles de montre ou dans le sens inverse. Les filaments 33 et 34 assument deux fonctions En premier lieu, ils portent le bandage 26 depuis le Although pointing radially inwards, the filaments 33 are inclined on the spokes of the bandage 26 as shown in FIG. 2. The filaments 34 are also inclined on the same spokes but in opposite directions so that by acting together they are 'oppose any tendency of the bandage 26 to turn clockwise or counterclockwise. Filaments 33 and 34 perform two functions First, they carry the bandage 26 from the
carter de turbine 13 de telle sorte que des allonge- turbine casing 13 so that extensions
ments ou rétrécissements radiaux éventuels du carter crankments or possible shrinkage of the housing
de turbine, consécutifs à une dilatation ou contrac- turbine, due to expansion or contraction
tion thermiques, ne se transmettront pas au bandage thermal transmissions, will not spread to the bandage
26. De ce fait, des modifications de la distance sé- 26. As a result, changes in the distance between
parant radialement le carter de turbine 13 du bandage 26, découlant de la dilatation ou de la contraction radiales relatives auront pour effet de faire ployer les filaments 33 et 34 à la manière de ressorts pour 1 0 compenser ces modifications. En conséquence, il n'y aura qu'un faible transfert de charge entre le carter de turbine 13 et le bandage 26, ce qui permettra de réaliser ce dernier en matière fragile telle que du nitrure de silicium. On comprendra toutefois que la présente invention est applicable, généralement, à des bandages comportant une matière céramique appropriée quelconque. Comme les matières céramiques en général, et le ni-.rure de silicium en particulier, possèdent radially lining the turbine casing 13 of the tire 26, resulting from the relative radial expansion or contraction will have the effect of bending the filaments 33 and 34 in the manner of springs to compensate for these modifications. Consequently, there will be only a small charge transfer between the turbine casing 13 and the tire 26, which will make it possible to produce the latter in fragile material such as silicon nitride. It will be understood, however, that the present invention is generally applicable to bandages comprising any suitable ceramic material. Like ceramic materials in general, and silicon ni-.ride in particular, have
des coefficients de dilatation assez bas, on peut es- fairly low expansion coefficients, we can
compter que leurs dimensions ne changeront que peu au cours du fonctionnement de la turbine. Il s'ensuit qu'au cours de ce fonctionnement le jeu séparant les pointes des aubes profilées rotatives 16 et le bandage 26 ne changeront effectivement que de la quantité dont les aubes 16 et leur disque associé 19 se dilatent et se contractent thermiquement dans le sens radial. Le jeu des pointes ne sera donc pas affecté par l'ampleur des dilatations ou contractions thermiques du carter 13 pendant le fonctionnement de la turbine La seconde fonction assumée par les filaments 33 et 34 est de constituer un joint d'étanchéité aux gaz sur la expect that their dimensions will change little during the operation of the turbine. It follows that during this operation the clearance separating the tips of the rotary profiled blades 16 and the tire 26 will effectively change only in the amount by which the blades 16 and their associated disc 19 expand and contract thermally in the direction radial. The play of the tips will therefore not be affected by the extent of thermal expansion or contraction of the casing 13 during the operation of the turbine. The second function assumed by the filaments 33 and 34 is to constitute a gas seal on the
longueur du bandage 26. En effet, pendant le fonction- length of the bandage 26. Indeed, during operation-
nement de la turbine 12, une partie des gaz moteurs turbine 12, part of the engine gases
chauds dirigés par l'étage distributeur 15 vers l'é- hot directed by the distributor stage 15 towards the
tage rotatif 16 s'échappe par le logement 25 et pénè- rotary stage 16 escapes through the housing 25 and penetrates
tre dans la chambre annulaire 28. Les filaments 33 et 34 empêchent ces gaz de franchir cette chambre pour rejoindre le passage d'écoulement des gaz 14 en aval de l'étage d'aubes rotatives 16. La seule fuite de gaz à hauteur de ce dernier sera celle se produisant be in the annular chamber 28. The filaments 33 and 34 prevent these gases from passing through this chamber to join the gas flow passage 14 downstream of the stage of rotary vanes 16. The only gas leak up to this last will be the one occurring
par dessus les pointes des aubes 16. over the tips of the blades 16.
Dans certains cas, les températures rencontrées dans une turbine de moteur à turbine à gaz sont si élevées In some cases the temperatures encountered in a gas turbine engine turbine are so high
que le nitrure de silicium s 'échauffe au point de ris- that the silicon nitride heats up to the point of
quer d'endommager les filaments 33 et 34. Dans de tels cas, il est préférable d'utiliser un bandage possédant des propriétés isolantes améliorées, tel rather than damaging filaments 33 and 34. In such cases, it is preferable to use a bandage having improved insulating properties, such as
que le bandage 26a représenté aux figures 3 et 4. that the bandage 26a shown in Figures 3 and 4.
Ce bandage 26a comprend une partie annulaire 36 en This bandage 26a comprises an annular part 36 in
nitrure de silicium, semblable au bandage 26 précé- silicon nitride, similar to bandage 26 above
demment décrit. Mais la surface radialement externe as described. But the radially outer surface
de la partie annulaire 36 en nitrure de silicium com- of the annular part 36 made of silicon nitride
porte une rangée annulaire de blocs céramiques 37, elle-meme ceinte d'un élément métallique de soutien de forme annulaire 38 servant à maintenir en place les blocs céramiques 37 autour de la partie annulaire 36 carries an annular row of ceramic blocks 37, itself surrounded by an annular metallic support element 38 serving to hold the ceramic blocks 37 in place around the annular part 36
en nitrure de silicium.made of silicon nitride.
Les blocs céramiques 37 comportent, sur leurs faces respectivement radialement internes et externes, des parties évidées 39 et 40 coopérant respectivement avec la partie annulaire en nitrure de silicium 36 et The ceramic blocks 37 have, on their radially internal and external faces respectively, recessed parts 39 and 40 cooperating respectively with the annular part made of silicon nitride 36 and
avec l'élément de soutien 38 pour définir des po- with the support element 38 to define po-
ches d'air isolantes 41 et 42 qui, conjointement avec insulating air chambers 41 and 42 which, together with
les blocs céramiques 37, empêchent l'échauffement a- ceramic blocks 37, prevent overheating a-
normal des filaments 33 et 34.normal filaments 33 and 34.
Bien que l'inventiolait été décrite en se référant à l'étage haute pression d'une turbine, on comprendra qu'elle est applicable en fait à n'importe quel étage de turbine On comprendra également que, bien que l'invention ait été décrite en se référant au montage d'un bandage annulaire à l'intérieur de la turbine d'un moteur à turbine à gaz, elle est susceptible d'applications plus étendues. Sous son aspect le plus large, la présente invention se rapporte généralement au montage d'éléments de section transversale circulaire au moyen d'une agglomération de filaments hérissés disposés de façon à former un joint à brosse. En outre, cette agglomération de filaments hérissés pourra être montée soit dans un élément porteur, soit sur l'élément porté Although the invention has been described with reference to the high pressure stage of a turbine, it will be understood that it is in fact applicable to any turbine stage. It will also be understood that, although the invention has been described with reference to the mounting of an annular tire inside the turbine of a gas turbine engine, it is capable of more extensive applications. In its broadest aspect, the present invention generally relates to the assembly of elements of circular cross section by means of an agglomeration of spiky filaments arranged so as to form a brush seal. In addition, this agglomeration of spiky filaments can be mounted either in a carrier element or on the element carried
lui-meme de façon que les extrémités libres des fila- itself so that the free ends of the fila-
ments prennent contact avec l'élément porteur. contact the bearing element.
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