FR2980235A1

FR2980235A1 - Low pressure turbine for use in e.g. turboprop engine of aircraft, has ring radially guided on turbine casing such that casing is deformed freely in radial direction, by thermal dilation, without forcing ring to deform radially

Info

Publication number: FR2980235A1
Application number: FR1158362A
Authority: FR
Inventors: Jean-Luc Soupizon; Romain Nicolas Lunel
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-09-20
Filing date: 2011-09-20
Publication date: 2013-03-22
Anticipated expiration: 2031-09-20
Also published as: FR2980235B1

Abstract

The turbine has a wheel (116) comprising blades and rotating inside a ring (118). The ring is formed as a single piece using ceramic matrix composite material, and continuously extended to 360 degree. The ring is retained in a turbine casing (114) by axial retention units and circumferential retention units i.e. pins (152, 154). The ring is radially guided on the casing such that the casing is deformed freely in radial direction, by thermal dilation, without forcing the ring to deform radially. The axial retention units are formed by an annular rail (166) and an annular snap ring (172).

Description

Anneau pour une turbine de turbomachine La présente invention concerne une turbine d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, ainsi qu'un anneau pour une turbine de ce type. Une turbine de ce type comprend en général plusieurs étages comportant chacun un distributeur formé d'une rangée annulaire d'aubes fixes portées par un carter de la turbine, et une roue à aubes montée rotative en aval du distributeur dans un anneau cylindrique ou tronconique, qui est en général sectorisé et formé par des secteurs qui sont disposés circonférentiellement bout à bout et qui sont accrochés sur le carter de la turbine. Chaque secteur d'anneau comprend une plaque métallique à orientation circonférentielle qui porte un bloc de matière abradable fixé sur la surface interne de la plaque, ce bloc étant par exemple du type en nid d'abeille et étant destiné à s'user par frottement sur des léchettes annulaires externes des aubes de la roue de turbine, pour former un joint d'étanchéité à labyrinthe et minimiser les jeux radiaux entre la roue et les secteurs d'anneau. The present invention relates to a turbine engine of a turbomachine such as an airplane turbojet or turboprop, and a ring for a turbine of this type. A turbine of this type generally comprises a plurality of stages each comprising a distributor formed of an annular row of stationary vanes carried by a casing of the turbine, and a rotor wheel rotatably mounted downstream of the distributor in a cylindrical or frustoconical ring, which is generally sectored and formed by sectors which are arranged circumferentially end to end and which are hooked on the casing of the turbine. Each ring sector comprises a circumferentially oriented metal plate which carries a block of abradable material fixed on the inner surface of the plate, this block being for example of the honeycomb type and intended to wear by friction on external annular wipers of the turbine wheel vanes, to form a labyrinth seal and minimize radial clearances between the wheel and the ring sectors.

Chaque secteur d'anneau comprend à ses extrémités amont et aval des moyens d'accrochage sur le carter. Le secteur d'anneau peut être solidaire à son extrémité amont d'un organe à section sensiblement en C, qui est engagé axialement sur un rail annulaire du carter. L'extrémité aval du secteur d'anneau peut être serrée radialement sur un autre rail annulaire du carter par l'intermédiaire de moyens d'accrochage du distributeur situé en aval de la roue. Les systèmes d'accrochage des secteurs d'anneau sur le carter rendent les secteurs d'anneau solidaires radialement du carter. On a déjà proposé (par exemple dans la demande FR 10/00400) de réaliser les secteurs d'anneau en matériau composite à matrice céramique (CMC), pour améliorer notamment leurs propriétés mécaniques et leur résistance thermique. Cependant, du fait que le carter est réalisé en alliage métallique (par exemple en INCO ou en acier), le carter et l'anneau n'ont pas les mêmes dilatations thermiques. Le coefficient de dilatation thermique d'un CMC (qui est par exemple de l'ordre de 4,66 E-06 1/°C entre 600 et 1050°C) est environ trois fois plus faible que celui d'un alliage métallique (qui est par exemple de 14,6 E-06 11°C - vers 600°C). L'anneau en CMC se dilate beaucoup moins que le carter de turbine en alliage métallique et est aussi plus rigide. Dans la technique actuelle, les secteurs d'anneau qui sont solidaires radialement du carter suivent les déformations radiales du carter par dilatation thermique. Le carter contraint ainsi les secteurs d'anneau à se déformer radialement en fonctionnement, ce qui accentue les jeux radiaux entre les léchettes de la roue et les blocs de matière abradable des secteurs d'anneau, et se traduit donc par des fuites plus importantes aux sommets des aubes de la roue et par une réduction des performances de la turbine. Ce phénomène est d'autant plus important que la différence entre les coefficients de dilatation thermique du carter et des secteurs d'anneau est grande. Il n'est donc pas possible, dans la technique actuelle, de garantir une bonne étanchéité entre les sommets des aubes d'une roue et un anneau d'un carter de turbine d'une turbomachine, en particulier lorsque cet anneau a un coefficient de dilatation thermique inférieur à celui du carter. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose à cet effet une turbine de turbomachine, comprenant au moins une roue à aubes destinée à tourner à l'intérieur d'un anneau monté à l'intérieur d'un carter de turbine, caractérisée en ce que l'anneau est formé d'une seule pièce et s'étend sans discontinuité sur 360°, et en ce qu'il est retenu dans le carter par des moyens de retenue axiale et circonférentielle, l'anneau étant guidé radialement sur le carter pour que le carter puisse se déformer librement en direction radiale, par exemple par dilatation thermique, sans contraindre l'anneau. Each ring sector comprises at its upstream and downstream ends hooking means on the housing. The ring sector may be integral at its upstream end with a substantially C-section member, which is engaged axially on an annular rail of the housing. The downstream end of the ring sector can be clamped radially on another annular rail of the casing via means of attachment of the distributor located downstream of the wheel. The fastening systems of the ring sectors on the housing make the ring sectors integral with the housing. It has already been proposed (for example in application FR 10/00400) to make the ring sectors of ceramic matrix composite material (CMC), in particular to improve their mechanical properties and their thermal resistance. However, because the housing is made of metal alloy (for example INCO or steel), the housing and the ring do not have the same thermal expansion. The coefficient of thermal expansion of a CMC (which is for example of the order of 4.66 E-06 1 / ° C between 600 and 1050 ° C) is about three times lower than that of a metal alloy ( which is for example 14.6 E-06 11 ° C - about 600 ° C). The CMC ring expands much less than the metal alloy turbine housing and is also stiffer. In the current technique, the ring sectors which are secured radially of the housing follow the radial deformation of the housing by thermal expansion. The casing thus forces the ring sectors to deform radially in operation, which accentuates the radial clearances between the licks of the wheel and the abradable material blocks of the ring sectors, and therefore results in greater leaks at the ends of the ring sectors. peaks of the blades of the wheel and by a reduction of the performance of the turbine. This phenomenon is all the more important as the difference between the thermal expansion coefficients of the housing and ring sectors is large. It is therefore not possible, in the current technique, to guarantee a good seal between the tops of the vanes of a wheel and a ring of a turbine casing of a turbomachine, in particular when this ring has a coefficient of thermal expansion less than the crankcase. The invention aims in particular to provide a simple, effective and economical solution to this problem. It proposes for this purpose a turbomachine turbine, comprising at least one paddle wheel intended to rotate inside a ring mounted inside a turbine casing, characterized in that the ring is formed of one piece and extends continuously 360 °, and in that it is retained in the housing by means of axial and circumferential retention, the ring being guided radially on the housing so that the housing can deform freely in the radial direction, for example by thermal expansion, without constraining the ring.

Dans la turbine selon l'invention, les moyens de montage de l'anneau dans le carter ne comprennent pas de moyens de retenue radiale, au contraire de la technique antérieure. Les déplacements et les déformations en direction radiale du carter n'entraînent donc pas de contraintes dans l'anneau qui garde ainsi une position et une configuration optimales pour coopérer avec les sommets des aubes de la roue et garantir une bonne étanchéité au niveau de ces sommets. L'invention permet donc d'améliorer les performances d'une turbine de turbomachine. L'anneau peut porter des blocs de matière abradable fixés sur sa surface radialement interne, ces blocs étant destinés à coopérer avec les sommets des aubes de la roue. En variante, dans le cas où les jeux radiaux entre les sommets des aubes de la roue et l'anneau sont destinés à rester positifs, c'est-à-dire lorsque les sommets des aubes ne sont pas destinés à frotter sur l'anneau, la surface radialement interne de l'anneau peut être revêtue d'une couche de matière abradable de faible épaisseur. Le matériau abradable est par exemple du type en nid d'abeille. L'invention est particulièrement adaptée mais non exclusivement au montage d'un anneau dont le coefficient de dilatation thermique est au moins deux fois inférieur à celui du carter. Cet anneau est par exemple 20 réalisé en composite à matrice céramique (CMC). Les moyens de retenue circonférentielle de l'anneau comprennent de préférence des pions qui sont formés en saillie sur l'anneau et sont engagés dans des évidements de forme complémentaire du carter. Les pions peuvent être formés d'une seule pièce avec l'anneau et 25 dans le même matériau que l'anneau. En variante, les pions peuvent être rapportés et fixés sur l'anneau. Dans une autre variante, les pions comprennent chacun une partie qui est noyée dans le matériau de l'anneau lors de sa fabrication. L'anneau peut comprendre des pions qui sont formés en saillie sur 30 une surface annulaire externe de l'anneau et qui s'étendent radialement vers l'extérieur, ces pions étant engagés dans des encoches axiales d'un rail annulaire du carter. L'anneau peut comprendre des pions qui sont formés en saillie sur une surface annulaire amont de l'anneau et s'étendent axialement vers l'amont, ces pions étant engagés dans des encoches radiales d'un rail annulaire du carter. Avantageusement, l'anneau comprend des pions radiaux et axiaux tels que décrits ci-dessus. Ces pions sont de préférence régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal de l'anneau. L'anneau comprend par exemple trois pions radiaux et trois pions axiaux. Dans ce dernier cas, les pions axiaux sont situés à 120° les uns des autres et sont chacun alignés axialement avec un pion radial. Les pions peuvent être montés libres dans les évidements du carter. Le carter peut alors se dilater sans contraindre l'anneau. In the turbine according to the invention, the means for mounting the ring in the housing do not comprise radial retaining means, contrary to the prior art. The displacements and the deformations in the radial direction of the crankcase thus do not cause stresses in the ring which thus keeps an optimal position and configuration to cooperate with the tops of the vanes of the wheel and to guarantee a good seal at these vertices. . The invention therefore makes it possible to improve the performance of a turbomachine turbine. The ring may carry blocks of abradable material fixed on its radially inner surface, these blocks being intended to cooperate with the tops of the blades of the wheel. Alternatively, in the case where the radial clearances between the tips of the blades of the wheel and the ring are intended to remain positive, that is to say when the tops of the blades are not intended to rub on the ring the radially inner surface of the ring may be coated with a layer of abradable material of small thickness. The abradable material is for example of the honeycomb type. The invention is particularly suitable, but not exclusively, for mounting a ring whose coefficient of thermal expansion is at least two times smaller than that of the casing. This ring is for example made of ceramic matrix composite (CMC). The circumferential retaining means of the ring preferably comprise pins which are formed projecting on the ring and are engaged in recesses of complementary shape of the housing. The pins can be formed in one piece with the ring and in the same material as the ring. Alternatively, the pins can be reported and fixed on the ring. In another variant, the pins each comprise a portion which is embedded in the material of the ring during its manufacture. The ring may comprise pins which are protruded on an outer annular surface of the ring and which extend radially outwards, these pins being engaged in axial slots of an annular rail of the housing. The ring may comprise pins which are formed projecting on an upstream annular surface of the ring and extend axially upstream, these pins being engaged in radial notches of an annular rail of the housing. Advantageously, the ring comprises radial and axial pins as described above. These pins are preferably regularly distributed around the longitudinal axis of the ring. The ring comprises for example three radial pins and three axial pins. In the latter case, the axial pins are located at 120 ° from each other and are each aligned axially with a radial pin. The pins can be mounted free in the recesses of the housing. The housing can then expand without constraining the ring.

Les moyens de retenue axiale de l'anneau vers l'amont peuvent être formés par un rail annulaire du carter, sur une face radiale aval duquel l'anneau peut venir en appui. Les moyens de retenue axiale de l'anneau vers l'aval peuvent être formés par un jonc annulaire fendu engagé dans une gorge annulaire formé dans le carter, en aval de l'anneau, et débouchant radialement vers l'intérieur. En variante, ces moyens sont formés par un distributeur fixé sur le carter en aval de l'anneau et de la roue, ce distributeur comportant une face radiale amont d'appui de l'anneau. La présente invention concerne également un anneau pour une turbine de turbomachine du type précité, caractérisé en ce qu'il est formé d'une seule pièce et s'étend sans discontinuité sur 360°, et en ce qu'il comprend des pions de retenue qui sont formés en saillie radiale sur une surface annulaire externe de l'anneau et des pions de retenue qui sont formés en saillie axiale sur une surface annulaire de l'anneau. The axial retaining means of the upstream ring may be formed by an annular rail of the casing, on a radial face downstream of which the ring can come into abutment. The axial retention means of the ring downstream may be formed by a split annular ring engaged in an annular groove formed in the housing, downstream of the ring, and opening radially inwards. In a variant, these means are formed by a distributor fixed on the casing downstream of the ring and the wheel, this dispenser comprising a radial upstream bearing face of the ring. The present invention also relates to a ring for a turbomachine turbine of the aforementioned type, characterized in that it is formed in one piece and extends continuously over 360 °, and in that it comprises retaining pins which are radially projecting on an annular outer surface of the ring and retaining pins which are formed in axial projection on an annular surface of the ring.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale d'une turbine de turbomachine, selon la technique antérieure ; - la figure 2 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale d'une turbine de turbomachine, selon l'invention ; - la figure 3 est une vue schématique partielle en perspective d'un anneau et d'une aube de rotor de la turbine de la figure 2, vus de l'amont et de côté ; - la figure 4 est une vue très schématique partielle en coupe transversale d'un anneau en CMC selon l'invention ; et - les figures 5 et 6 sont des vues schématiques partielles en perspective du carter, de l'anneau et d'une aube de rotor de la turbine de la figure 2, qui sont vus de l'amont et de côté en figure 5 et de l'aval et de côté en figure 6. The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly on reading the description which follows, given by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings in which: FIG. 1 is a partial schematic half-view in axial section of a turbomachine turbine according to the prior art; FIG. 2 is a partial schematic half-view in axial section of a turbomachine turbine, according to the invention; - Figure 3 is a partial schematic perspective view of a ring and a rotor blade of the turbine of Figure 2, seen from upstream and side; FIG. 4 is a very partial schematic view in cross section of a CMC ring according to the invention; and FIGS. 5 and 6 are partial schematic perspective views of the casing, the ring and a rotor blade of the turbine of FIG. 2, which are seen from upstream and from the side in FIG. downstream and sideways in Figure 6.

On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente une turbine basse- pression 10 d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, cette turbine comportant plusieurs étages comportant chacun un distributeur 12 ou 13 formé d'une rangée annulaire d'aubes fixes portées par un carter 14 de la turbine, et une roue à aubes 16 montée en amont du distributeur 13 et tournant dans un anneau 18 accroché au carter 14. Dans la technique actuelle, l'anneau 18 est sectorisé et formé de plusieurs secteurs qui sont portés circonférentiellement bout à bout par le carter 14 de la turbine. Reference is first made to FIG. 1 which represents a low pressure turbine 10 of a turbomachine such as an airplane turbojet or turboprop engine, this turbine comprising several stages each comprising a distributor 12 or 13 formed of a annular row of vanes carried by a casing 14 of the turbine, and a paddle wheel 16 mounted upstream of the distributor 13 and rotating in a ring 18 attached to the housing 14. In the current technique, the ring 18 is sectored and formed of several sectors which are borne circumferentially end to end by the casing 14 of the turbine.

Chaque secteur d'anneau 18 comprend une paroi tronconique 20 et un bloc 22 de matière abradable fixé par brasage et/ou soudage sur la surface radialement interne de la paroi 20, ce bloc 22 étant du type en nid d'abeille et étant destiné à s'user par frottement sur des léchettes annulaires externes 24 des aubes de la roue 16 pour minimiser les jeux radiaux entre la roue et les secteurs d'anneau 18. Each ring sector 18 comprises a frustoconical wall 20 and a block 22 of abradable material fixed by soldering and / or welding on the radially inner surface of the wall 20, this block 22 being of the honeycomb type and intended for wear by friction on external annular wipers 24 of the vanes of the wheel 16 to minimize the radial clearances between the wheel and the ring sectors 18.

Chaque secteur d'anneau 18 comprend à son extrémité amont un organe circonférentiel 32 à section en C dont l'ouverture débouche vers l'amont et qui est engagé axialement depuis l'aval sur un rebord cylindrique 34 orienté vers l'aval du distributeur 12 situé en amont des secteurs d'anneau 18, d'une part, et sur un rail cylindrique 36 du carter 14 sur lequel est accroché ce distributeur, d'autre part. L'organe 32 de chaque secteur d'anneau 18 comprend deux branches cylindriques 38 et 40 s'étendant vers l'amont, radialement externe et radialement interne respectivement, qui sont reliées entre elles à leurs extrémités amont par une paroi radiale 42, et qui sont appliquées respectivement sur une face cylindrique radialement externe du rail 36 et sur le rebord cylindrique 34 du distributeur. Les extrémités aval des secteurs d'anneau 18 sont serrées radialement sur un rail cylindrique 30 du carter par le distributeur 13 situé en aval des secteurs d'anneau. Les secteurs d'anneau 18 sont en appui radial vers l'extérieur sur une face cylindrique radialement interne du rail 30 du carter, et vers l'intérieur sur une face cylindrique radialement externe d'un rebord cylindrique 28 du distributeur 13. Each ring sector 18 comprises at its upstream end a circumferential member 32 with a C-section whose opening opens upstream and which is engaged axially downstream on a cylindrical rim 34 facing downstream of the distributor 12 located upstream of the ring sectors 18, on the one hand, and on a cylindrical rail 36 of the casing 14 on which is hooked this distributor, on the other hand. The member 32 of each ring sector 18 comprises two cylindrical branches 38 and 40 extending upstream, radially outer and radially inner respectively, which are interconnected at their upstream ends by a radial wall 42, and which are respectively applied on a radially outer cylindrical face of the rail 36 and on the cylindrical rim 34 of the distributor. The downstream ends of the ring sectors 18 are clamped radially on a cylindrical rail 30 of the housing by the distributor 13 located downstream of the ring sectors. The ring sectors 18 bear radially outwardly on a radially inner cylindrical face of the rail 30 of the housing, and inwardly on a radially outer cylindrical face of a cylindrical rim 28 of the distributor 13.

En fonctionnement, le carter 14 se déforme et se déplace radialement par dilatation thermique et contraint les secteurs d'anneau 18 à suivre ces déplacements car l'anneau est solidaire radialement du carter du fait du montage précité. Les déplacements des secteurs d'anneau 18 entraînent des augmentations des jeux radiaux J entre les léchettes annulaires 24 de la roue 16 et les blocs 22 de matière abradable, ce qui crée des passages de gaz dans ces zones et diminue les performances de la turbine. Plus la différence entre les coefficients de dilatation thermique du carter 14 et de l'anneau 18 est grande et plus ce phénomène est important. Il est donc très difficile voire impossible de garantir une étanchéité au niveau des sommets des aubes d'une roue de turbine, lorsque le carter est réalisé en alliage métallique (et a typiquement un coefficient de dilatation thermique de 14,6 E-06 1/°C vers 600°C) et que l'anneau est réalisé en composite à matrice céramique (qui a un coefficient de dilatation thermique d'environ 4,66 E-06 1/°C entre 600 et 1050°C). La présente invention permet de remédier à cet inconvénient grâce au montage d'un anneau monobloc, c'est-à-dire formé d'une seule pièce, à l'intérieur du carter, sans moyen d'immobilisation radiale de l'anneau sur le carter de telle sorte que le carter soit libre de se déformer et de se déplacer librement en direction radiale, sans contraindre l'anneau. Les figures 2, 3, 5 et 6 représentent un mode de réalisation de l'invention dans lequel l'anneau 118 est réalisé en CMC et est monté à l'intérieur d'un carter 114 en alliage métallique. L'anneau 118 est formé d'une seule pièce non fendue et s'étend sans discontinuité sur 360°. Il entoure une roue de turbine 116 portant des aubes dont une seule est représentée aux figures 3, 5 et 6. In operation, the casing 14 is deformed and moves radially by thermal expansion and forces the ring sectors 18 to follow these movements because the ring is secured radially to the casing due to the aforementioned assembly. The displacements of the ring sectors 18 cause increases in radial clearances J between the annular wipers 24 of the wheel 16 and the blocks 22 of abradable material, which creates gas passages in these areas and decreases the performance of the turbine. The greater the difference between the thermal expansion coefficients of the housing 14 and the ring 18 is large, the greater this phenomenon is important. It is therefore very difficult, if not impossible, to guarantee a seal at the vertices of the vanes of a turbine wheel, when the casing is made of metal alloy (and typically has a coefficient of thermal expansion of 14.6 E-06 1 / ° C to 600 ° C) and that the ring is made of ceramic matrix composite (which has a coefficient of thermal expansion of about 4.66 E-06 1 / ° C between 600 and 1050 ° C). The present invention overcomes this disadvantage by mounting a one-piece ring, that is to say formed of a single piece, inside the housing, without means of radial immobilization of the ring on the housing so that the housing is free to deform and move freely in the radial direction, without constraining the ring. Figures 2, 3, 5 and 6 show an embodiment of the invention in which the ring 118 is made of CMC and is mounted inside a housing 114 of metal alloy. The ring 118 is formed of a single non-split piece and extends continuously 360 °. It surrounds a turbine wheel 116 carrying blades, only one of which is shown in FIGS. 3, 5 and 6.

Dans l'exemple représenté, l'anneau ne porte pas de blocs de matière abradable du type de ceux de la technique antérieure. Sa surface annulaire radialement interne 150 est recouverte d'une couche fine (par exemple inférieure à 1 mm d'épaisseur) d'un matériau abradable. Comme cela est visible en figure 3, l'anneau 118 comprend des 20 pions 152, 154 en saillie qui servent ici à la fois à la retenue circonférentielle de l'anneau et à son centrage et son guidage radial dans le carter 114. L'anneau 118 comprend deux types de pions : des premiers pions 152 qui s'étendent radialement vers l'extérieur depuis la surface annulaire 25 radialement externe 156 de l'anneau et qui sont destinés à être engagés dans des encoches axiales 158 d'un rail annulaire aval 160 du carter, et des seconds pions 154 qui s'étendent axialement vers l'amont depuis la surface annulaire amont 162 de l'anneau et qui sont destinés à être engagés dans des encoches radiales 164 d'un rail annulaire amont 166 du 30 carter (figures 2, 5 et 6). Les pions radiaux 152 sont ici situés au voisinage de l'extrémité aval de l'anneau 118. Les encoches axiales 158 traversent axialement le rail 160 et les encoches radiales 164 traversent radialement le rail 166. Les pions 152, 154 ont une forme sensiblement parallélépipédique dans l'exemple représenté. Ils sont avantageusement régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal de l'anneau 118. Chaque pion radial 152 est de préférence situé dans un plan passant par l'axe de l'anneau 118 et par un pion axial 154. Autrement dit, chaque pion radial 152 est de préférence aligné axialement avec un pion axial 154. L'anneau 118 comporte par exemple trois pions radiaux 152 et trois pions axiaux 154, qui sont situés à 4h, 8h et 12h par analogie avec le cadran d'une montre, c'est-à-dire à 120° les uns des autres. Les pions 152, 154 ont des dimensions circonférentielles qui peuvent être sensiblement égales à celles des encoches 158, 164 du carter. Les dimensions radiales des pions radiaux 152 sont inférieures à celles des encoches 158 de façon à autoriser les déformations radiales précitées du carter en fonctionnement. Lors de ces déformations, les pions axiaux et radiaux 152, 154 coulissent radialement dans les encoches 158, 164 et frottent sur les parois latérales des encoches. Les pions 152, 154 sont formés d'une seule pièce avec l'anneau 118 et dans le même matériau (CMC) que l'anneau aux figures 2, 3, 5 et 6. Dans la variante représentée en figure 4, chaque pion 152', 154' comprend une partie d'ancrage 168' qui est noyée dans le matériau de l'anneau 118 lors de sa fabrication. Dans une autre variante non représentée, les pions sont rapportés et fixés sur l'anneau. In the example shown, the ring does not bear blocks of abradable material of the type of those of the prior art. Its radially inner annular surface 150 is covered with a thin layer (for example less than 1 mm thick) of an abradable material. As can be seen in FIG. 3, the ring 118 comprises protruding pins 152, 154 which serve here both for the circumferential retention of the ring and for its centering and radial guiding in the housing 114. The Ring 118 comprises two types of pins: first pins 152 which extend radially outwardly from the radially outer annular surface 156 of the ring and which are intended to be engaged in axial notches 158 of a ring rail downstream 160 of the housing, and second pins 154 which extend axially upstream from the upstream annular surface 162 of the ring and which are intended to be engaged in radial notches 164 of an upstream annular rail 166 of 30 casing (Figures 2, 5 and 6). The radial pins 152 are here situated in the vicinity of the downstream end of the ring 118. The axial slots 158 pass axially through the rail 160 and the radial notches 164 pass radially through the rail 166. The pins 152, 154 have a substantially parallelepiped shape in the example shown. They are advantageously regularly distributed around the longitudinal axis of the ring 118. Each radial pin 152 is preferably located in a plane passing through the axis of the ring 118 and by an axial pin 154. In other words, each counter radial 152 is preferably aligned axially with an axial pin 154. The ring 118 comprises for example three radial pins 152 and three axial pins 154, which are located at 4h, 8h and 12h by analogy with the dial of a watch, c that is to say 120 ° from each other. The pins 152, 154 have circumferential dimensions which may be substantially equal to those of the notches 158, 164 of the housing. The radial dimensions of the radial pins 152 are smaller than those of the notches 158 so as to allow the aforementioned radial deformations of the casing in operation. During these deformations, the axial and radial pins 152, 154 slide radially in the notches 158, 164 and rub on the side walls of the notches. The pins 152, 154 are formed in one piece with the ring 118 and in the same material (CMC) as the ring in Figures 2, 3, 5 and 6. In the variant shown in Figure 4, each pin 152 ', 154' comprises an anchoring portion 168 'which is embedded in the material of the ring 118 during its manufacture. In another variant not shown, the pins are reported and fixed on the ring.

L'anneau 118 est monté dans le carter 114 par translation depuis l'aval. Lors du montage, l'anneau 118 est aligné sur l'axe du carter 114 et est positionné de sorte que ses pions radiaux 152 soient alignés axialement avec les encoches axiales 158 du rail de carter 160. L'anneau 118 est ensuite déplacé axialement vers l'amont jusqu'à ce que ses pions 152, 154 soient engagés dans les encoches 158, 164 du carter. The ring 118 is mounted in the casing 114 by translation from downstream. During assembly, the ring 118 is aligned with the axis of the casing 114 and is positioned so that its radial pins 152 are aligned axially with the axial slots 158 of the casing rail 160. The ring 118 is then moved axially towards upstream until its pins 152, 154 are engaged in the notches 158, 164 of the housing.

L'extrémité amont de l'anneau 118 peut en fonctionnement venir en appui axial sur une face radiale aval 170 du rail de carter 166, qui forme ainsi des moyens de retenue axiale de l'anneau vers l'amont. Dans l'exemple représenté, les moyens de retenue de l'anneau 118 vers l'aval comprennent un jonc annulaire 172 qui est engagé dans une gorge annulaire 174 formée à l'extrémité aval du rail de carter 160 et débouchant radialement vers l'intérieur en aval de l'anneau 118. Ce jonc 172 est fendu et doit être contraint, en réduisant son diamètre, pour être monté dans la gorge 174 du carter 114. L'anneau 118 peut venir en appui axial vers l'aval sur ce jonc en fonctionnement. En variante, les moyens de retenue de l'anneau axialement vers l'aval peuvent être formés par le distributeur aval 113 dont le rebord cylindrique amont 128 peut être prolongé vers l'amont jusqu'au voisinage de l'anneau et former ainsi des moyens d'appui axial vers l'aval de l'anneau en fonctionnement (voir les traits pointillés en figure 2). The upstream end of the ring 118 may in operation bear axially on a downstream radial face 170 of the casing rail 166, which thus forms axial retention means for the ring upstream. In the example shown, the retaining means of the ring 118 downstream comprise an annular ring 172 which is engaged in an annular groove 174 formed at the downstream end of the casing rail 160 and opening radially inwards downstream of the ring 118. This ring 172 is split and must be constrained, reducing its diameter, to be mounted in the groove 174 of the casing 114. The ring 118 can come down axially downstream on this ring Operating. Alternatively, the retaining means of the ring axially downstream may be formed by the downstream distributor 113 whose upstream cylindrical rim 128 may be extended upstream to the vicinity of the ring and thus form means axial support downstream of the ring in operation (see the dashed lines in Figure 2).

Claims

REVENDICATIONS1. Turbomachine turbine, comprising at least one impeller (116) designed to rotate inside a ring (118) mounted inside a turbine casing (114), characterized in that the ring is formed in one piece and extends continuously 360 °, and in that it is retained in the housing by means (152, 154, 170, 172) of axial and circumferential retention, the ring being guided radially on the housing so that the housing can deform freely in the radial direction, for example by thermal expansion, without constraining the ring.

2. Turbine according to claim 1, characterized in that the ring (118) has a coefficient of thermal expansion at least two times lower than that of the housing (114), and is for example made of ceramic matrix composite (CMC) .

3. Turbine according to claim 1 or 2, characterized in that the circumferential retaining means of the ring comprise pins (152, 154) which are formed projecting on the ring (118) and are engaged in recesses ( 158, 164) of complementary shape of the housing (114).

4. Turbine according to claim 3, characterized in that the pins (152, 154) are formed integrally with the ring (118) and in the same material as the ring, or are attached and fixed on the ring, or each comprise a portion (168 ') which is embedded in the material of the ring (118') during its manufacture.

5. Turbine according to claim 3 or 4, characterized in that the ring (114) comprises pins (152) which are projecting on an outer annular surface of the ring and which extend radially outwardly. , these pins being engaged in axial notches (158) of an annular rail (160) of the housing (114).

6. Turbine according to one of claims 3 to 5, characterized in that the ring (118) comprises pins (154) which are formed projecting on an upstream annular surface (162) of the ring and extend axially upstream, these pins being engaged in radial notches (164) of an annular rail (166) of the housing (114).

7. Turbine according to one of claims 3 to 6, characterized in that the pins (152, 154) are mounted with a tight fit in the circumferential direction in the recesses (158, 164) of the housing (114), so that that the lateral faces of the pins rub on the corresponding lateral faces of the recesses of the housing during the aforementioned deformations of the housing.

8. Turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the axial retaining means of the ring (118) upstream are formed by an annular rail (166) of the housing (114) on a radial face downstream (170) from which the ring can come to bear.

9. Turbine according to one of the preceding claims, characterized in that the axial retaining means of the ring (118) downstream are formed by a ring ring (172) slotted engaged in an annular groove (174) formed in the housing (114), downstream of the ring, and opening radially inwards, or by a distributor (113) fixed on the casing downstream of the ring and the wheel (116).

10. Ring (118) for a turbomachine turbine according to one of the preceding claims, characterized in that it is formed in one piece and extends continuously 360 °, and in that it comprises retaining pins (152) which are radially projecting on an annular outer surface (156) of the ring, and retaining pins (154) which are axially projecting on an annular surface (162) of the ring .25