FR2999249A1

FR2999249A1 - High pressure axial compressor for e.g. turbojet for aircraft, has air draining unit for injecting cooling air between rotating element and static element such that cooling air immerses side of annular sealing ribs

Info

Publication number: FR2999249A1
Application number: FR1261773A
Authority: FR
Inventors: Christophe Scholtes; Antoine Robert Alain Brunet
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-13
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: FR2999249B1

Abstract

The compressor (10) has a swivel joint (30) including a rotating element (32) that is carried by a rotor shaft (18), and a static element (34) that is carried by a rectifier (24). An air draining unit (48) collects cooling air (46) downstream to the swivel joint with respect to flow direction of a primary flow (16) and injects another cooling air (47) between the rotating element and the static element such that the cooling air immerses a side of annular sealing ribs (36a-36c), where the sealing ribs project along direction of the static element.

Description

COMPRESSEUR POUR TURBOMACHINE DOTÉ DE MOYENS DE REFROIDISSEMENT D'UN JOINT TOURNANT ASSURANT L'ÉTANCHEITÉ ENTRE UN REDRESSEUR ET UN ROTOR DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine des compresseurs axiaux dans les turbomachines, telles que les turbomoteurs d'aéronefs. Elle concerne en particulier le refroidissement d'un joint tournant destiné à assurer l'étanchéité entre le rotor et un redresseur dans un tel compresseur. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un compresseur axial de turbomachine comporte une alternance de roues aubagées reliées entre elles par un arbre de rotor commun et de redresseurs solidaires d'un carter extérieur du compresseur. Un redresseur est un ensemble annulaire d'aubes statiques destinées à dévier le flux d'air provenant de la roue aubagée qui précède le redresseur, afin d'accroître la pression statique de ce flux d'air et d'optimiser l'incidence de ce flux d'air sur la roue aubagée suivante. L'étanchéité doit être assurée entre le rotor et chaque redresseur afin de limiter au maximum les fuites d'air au niveau du flux primaire s'écoulant dans le compresseur et optimiser ainsi le rendement de ce compresseur tout en limitant au mieux les risques de pompage. Cette étanchéité est assurée, pour chaque redresseur, par un joint tournant, également dénommé joint sans contact, tel qu'un joint labyrinthe ou un joint à revêtement abradable. Un tel joint tournant présente une ou plusieurs cavités annulaires délimitées conjointement par un élément tournant et par un élément statique du joint tournant. L'air présent dans ces cavités voit sa température augmenter par dissipation visqueuse au contact des éléments tournant et statique du joint. La température de l'air peut en outre s'accroître davantage en cas de contact entre ces éléments tournant et statique. Or, l'amélioration des performances des compresseurs, notamment des compresseurs haute pression, requiert une augmentation de la pression de l'air au sein de ces compresseurs, qui s'accompagne nécessairement d'une augmentation de la température de cet air. Ce phénomène, particulièrement marqué dans les moteurs dits à fort taux de compression, soumet les joints tournants à des contraintes de nature à réduire la durée de vie de ces joints, et impose l'utilisation de matériaux à forte résistance thermique, qui ne sont généralement pas les matériaux ayant la meilleure résistance mécanique. Par conséquent, il est souhaitable de réduire la charge aérothermique subie par les joints tournants dans les compresseurs. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ce problème. Elle propose à cet effet un compresseur axial pour turbomachine, comprenant au moins : - un carter extérieur délimitant extérieurement un canal annulaire d'écoulement d'un flux primaire destiné à alimenter une chambre de combustion, un arbre de rotor, une première roue aubagée solidaire de l'arbre de rotor, un redresseur agencé en aval de la première roue aubagée et comportant des aubes statiques solidaires du carter extérieur et une enveloppe annulaire intérieure raccordée à une extrémité radialement interne des aubes statiques de manière à délimiter intérieurement le canal annulaire d'écoulement du flux primaire, une deuxième roue aubagée agencée en aval du redresseur, et un joint tournant comprenant un élément tournant porté par l'arbre de rotor et un élément statique porté par le redresseur et agencé radialement vers l'intérieur par rapport à ladite enveloppe annulaire intérieure, au moins un premier élément parmi lesdits éléments tournant et statique présentant des nervures d'étanchéité annulaires en saillie en direction du second élément parmi lesdits éléments tournant et statique. Selon l'invention, le compresseur comprend des moyens de canalisation d'air conçus pour prélever de l'air de refroidissement en aval du joint tournant, relativement à la direction générale d'écoulement du flux primaire, et pour injecter l'air de refroidissement entre l'élément tournant et l'élément statique du joint tournant de sorte que l'air de refroidissement baigne au moins un flanc d'au moins l'une des nervures d'étanchéité.TECHNICAL FIELD The present invention relates to the field of axial compressors in turbomachines, such as aircraft turboshaft engines. BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the field of axial compressors in turbomachines, such as aircraft turbine engines. It relates in particular to the cooling of a rotary joint intended to seal between the rotor and a rectifier in such a compressor. STATE OF THE PRIOR ART An axial turbomachine compressor comprises an alternation of bladed wheels interconnected by a common rotor shaft and rectifiers integral with an outer casing of the compressor. A rectifier is an annular set of static vanes for deflecting the flow of air from the bladed wheel that precedes the rectifier to increase the static pressure of the airflow and to optimize the incidence of this airflow. airflow on the next bladed wheel. Sealing must be ensured between the rotor and each rectifier in order to minimize air leakage at the primary flow flowing in the compressor and thus optimize the efficiency of this compressor while minimizing the risks of pumping. . This sealing is ensured, for each rectifier, by a rotating joint, also called non-contact seal, such as a labyrinth seal or an abradable coating gasket. Such a rotary joint has one or more annular cavities delimited jointly by a rotating element and by a static element of the rotary joint. The air present in these cavities increases its temperature by viscous dissipation in contact with the rotating and static elements of the seal. The temperature of the air can further increase further in case of contact between these rotating and static elements. However, improving the performance of compressors, including high-pressure compressors, requires an increase in air pressure in these compressors, which is necessarily accompanied by an increase in the temperature of this air. This phenomenon, which is particularly marked in so-called high compressive engines, subjects the rotating joints to constraints that reduce the life of these seals, and requires the use of materials with a high thermal resistance, which are generally not not the materials with the best mechanical resistance. Therefore, it is desirable to reduce the aerothermal load experienced by rotary joints in the compressors. DISCLOSURE OF THE INVENTION The invention aims in particular to provide a simple, economical and effective solution to this problem. It proposes for this purpose an axial compressor for a turbomachine, comprising at least: an outer casing delimiting externally an annular flow channel of a primary flow intended to feed a combustion chamber, a rotor shaft, a first integral bladed wheel of the rotor shaft, a rectifier arranged downstream of the first bladed wheel and comprising static blades integral with the outer casing and an inner annular casing connected to a radially inner end of the static blades so as to internally delimit the annular channel of flow of the primary flow, a second bladed wheel arranged downstream of the rectifier, and a rotating joint comprising a rotating element carried by the rotor shaft and a static element carried by the rectifier and arranged radially inwards relative to said envelope inner ring, at least one of said rotating and static having annular sealing ribs projecting towards the second element of said rotating and static elements. According to the invention, the compressor comprises air channeling means designed to take cooling air downstream of the rotary joint, relative to the general flow direction of the primary flow, and to inject the cooling air. between the rotating element and the static element of the rotary joint so that the cooling air bathes at least one side of at least one of the sealing ribs.

Dans l'ensemble de la présente description, les directions amont et aval sont définies relativement au sens général d'écoulement du flux primaire dans le canal annulaire précité. L'injection d'air de refroidissement dans la cavité précitée permet de limiter la température de l'air présent dans cette cavité malgré les phénomènes de dissipation visqueuse et les éventuels contacts entre l'élément tournant et l'élément statique, ce qui permet de limiter l'échauffement de ces éléments. L'air de refroidissement est prélevé en aval du redresseur, ca qui permet de profiter de la pression plus élevée de l'air à cet endroit, qu'il s'agisse de l'air présent dans le canal d'écoulement du flux primaire ou de l'air présent dans une cavité de purge disposée radialement vers l'intérieur par rapport à ce canal et séparée en partie de ce canal par ladite enveloppe intérieure du redresseur, comme cela apparaîtra plus clairement dans ce qui suit. Il est à noter que les moyens de canalisation d'air sont de préférence régulièrement répartis autour d'un axe longitudinal du compresseur de manière à ce que la charge aérodynamique, résultant de l'impact de l'air de refroidissement sur l'élément tournant du joint tournant, soit sensiblement symétrique par rapport à cet axe longitudinal. Lesdits moyens de canalisation sont de préférence configurés pour injecter une partie au moins de l'air de refroidissement au sein d'au moins une cavité délimitée conjointement par deux desdites nervures d'étanchéité et par ledit second élément du joint tournant. De préférence, lesdites nervures d'étanchéité sont au moins au nombre de trois. Deux desdites nervures d'étanchéité délimitent entre elles une première cavité, et deux desdites nervures d'étanchéité délimitent entre elles une deuxième cavité disposée en aval de ladite première cavité. Dans ce cas, lesdits moyens de canalisation sont avantageusement configurés de manière à injecter au moins une partie de l'air de refroidissement dans ladite première cavité.Throughout the present description, the upstream and downstream directions are defined relative to the general direction of flow of the primary flow in the aforementioned annular channel. The injection of cooling air into the aforementioned cavity makes it possible to limit the temperature of the air present in this cavity despite the phenomena of viscous dissipation and the possible contacts between the rotating element and the static element, which makes it possible to limit the heating of these elements. The cooling air is taken downstream of the rectifier, which makes it possible to take advantage of the higher pressure of the air at this point, whether it is the air present in the flow channel of the primary flow. or air present in a purge cavity disposed radially inwardly with respect to this channel and partially separated from this channel by said inner envelope of the rectifier, as will become more clearly apparent in the following. It should be noted that the air channeling means are preferably regularly distributed around a longitudinal axis of the compressor so that the aerodynamic load resulting from the impact of the cooling air on the rotating element of the rotary joint, is substantially symmetrical with respect to this longitudinal axis. Said channeling means are preferably configured to inject at least a portion of the cooling air into at least one cavity delimited jointly by two of said sealing ribs and by said second element of the rotary joint. Preferably, said sealing ribs are at least three in number. Two of said sealing ribs define between them a first cavity, and two of said sealing ribs delimit between them a second cavity disposed downstream of said first cavity. In this case, said channeling means are advantageously configured so as to inject at least a portion of the cooling air into said first cavity.

Bien entendu, chaque cavité est délimitée par deux nervures d'étanchéité consécutives. Ainsi, dans le cas où les nervures d'étanchéité sont au nombre de trois, une nervure médiane délimite à la fois la première cavité et la deuxième cavité. En variante ou de manière complémentaire, lesdits moyens de canalisation peuvent être configurés pour injecter une partie au moins de l'air de refroidissement le long d'un flanc amont d'une nervure d'étanchéité formant une extrémité amont dudit premier élément. Dans tous les cas, le joint tournant est habituellement traversé par un flux d'air de fuite provenant du flux primaire et s'écoulant en sens inverse par rapport au flux primaire, c'est-à-dire de l'aval vers l'amont. Ce flux d'air de fuite traverse successivement les cavités formées par les nervures d'étanchéité du joint tournant, en se réchauffant par dissipation visqueuse au contact de ces nervures d'étanchéité. Ainsi, plus une nervure d'étanchéité se trouve proche de l'extrémité amont du joint tournant, plus elle est soumise à une température élevée. C'est pourquoi il est particulièrement avantageux que l'air de refroidissement soit injecté dans la première cavité précitée, ou plus généralement dans une cavité relativement proche du côté amont du joint tournant, ou en variante, le long du flanc amont de la nervure d'étanchéité formant une extrémité amont du premier élément du joint tournant. Par ailleurs, lesdits moyens de canalisation d'air traversent avantageusement ladite enveloppe intérieure du redresseur de manière à prélever l'air de refroidissement dans le canal annulaire d'écoulement du flux primaire.Of course, each cavity is delimited by two consecutive sealing ribs. Thus, in the case where the sealing ribs are three in number, a median rib delimits both the first cavity and the second cavity. Alternatively or in a complementary manner, said channeling means can be configured to inject at least a portion of the cooling air along an upstream side of a sealing rib forming an upstream end of said first element. In all cases, the rotary joint is usually traversed by a leakage air flow from the primary flow and flowing in the opposite direction relative to the primary flow, that is to say from downstream to the upstream. This leakage air flow passes successively through the cavities formed by the sealing ribs of the rotary joint, by heating by viscous dissipation in contact with these sealing ribs. Thus, the closer a sealing rib is near the upstream end of the rotary joint, the more it is subjected to a high temperature. This is why it is particularly advantageous for the cooling air to be injected into the aforementioned first cavity, or more generally into a cavity relatively close to the upstream side of the rotary joint, or alternatively, along the upstream side of the rib. sealing forming an upstream end of the first element of the rotary joint. Moreover, said air channeling means advantageously pass through said inner envelope of the rectifier so as to take the cooling air in the annular flow channel of the primary flow.

En variante, lesdits moyens de canalisation d'air peuvent être configurés de manière à communiquer avec la cavité de purge précitée, de manière à prélever l'air de refroidissement dans cette cavité de purge. Par ailleurs, ledit premier élément du joint tournant présentant lesdites nervures d'étanchéité est de préférence l'élément tournant porté par l'arbre de rotor, et l'élément statique du joint tournant comporte avantageusement une piste abradable annulaire coopérant avec lesdites nervures d'étanchéité et traversée par lesdits moyens de canalisation. L'invention peut ainsi être appliquée aux joints d'étanchéité sans contact du type comprenant une piste abradable, qui sont couramment utilisés dans les turbomoteurs des aéronefs. Dans ce cas, la piste abradable est adaptée pour permettre le passage de l'air de refroidissement précité. Le redresseur peut comporter un support annulaire présentant une extrémité radialement interne sur laquelle est disposée ladite piste abradable.Alternatively, said air channeling means may be configured to communicate with said purge cavity, thereby withdrawing cooling air into said purge cavity. Moreover, said first element of the rotary joint having said sealing ribs is preferably the rotating element carried by the rotor shaft, and the static element of the rotary joint advantageously comprises an annular abradable track cooperating with said ribs. sealing and passing through said channeling means. The invention can thus be applied to non-contact seals of the type comprising an abradable track, which are commonly used in aircraft turbine engines. In this case, the abradable track is adapted to allow the passage of the aforementioned cooling air. The rectifier may comprise an annular support having a radially inner end on which said abradable track is disposed.

Dans ce cas, le support peut être traversé par lesdits moyens de canalisation d'air. Ce support peut présenter une structure pleine, auquel cas les moyens de canalisation d'air peuvent être formés de canaux ménagés dans la matière du support. En variante, le support peut prendre la forme d'une enceinte creuse délimitée par une paroi pourvue d'orifices d'admission d'air et d'orifices d'éjection d'air, pour permettre le passage de l'air de refroidissement à l'intérieur du support. Dans ce cas, lesdits moyens de canalisation d'air débouchent avantageusement dans ladite cavité de purge au travers d'une face aval du support. Par ailleurs, la piste abradable présente de préférence une structure en nid d'abeilles, et lesdits moyens de canalisation d'air comprennent avantageusement des alvéoles de ladite structure en nid d'abeilles. De cette façon, certaines alvéoles de la piste abradable sont mises à profit pour conduire l'air de refroidissement jusque dans la ou les cavités concernées du joint tournant.In this case, the support can be traversed by said air channeling means. This support may have a solid structure, in which case the air channeling means may be formed of channels formed in the material of the support. Alternatively, the support may take the form of a hollow enclosure delimited by a wall provided with air intake orifices and air ejection orifices, to allow the passage of the cooling air to inside the support. In this case, said air channeling means advantageously open into said purge cavity through a downstream face of the support. Furthermore, the abradable track preferably has a honeycomb structure, and said air channeling means advantageously comprise cells of said honeycomb structure. In this way, certain cells of the abradable track are used to conduct the cooling air into the cavity or cavities of the rotary joint.

Dans ce cas, lesdits moyens de canalisation d'air peuvent comprendre des tubes d'amenée d'air s'étendant au moins en partie à l'intérieur de ladite piste abradable, et ayant des sorties amont respectives débouchant dans lesdites alvéoles ainsi que des entrées aval respectives débouchant à l'extérieur dudit joint tournant.In this case, said air channeling means may comprise air supply tubes extending at least in part inside said abradable track, and having respective upstream outlets opening into said cells as well as respective downstream outlets opening out of said rotary joint.

Ces tubes d'amenée d'air peuvent en particulier déboucher dans la cavité de purge précitée pour y prélever l'air de refroidissement. En variante, la piste abradable peut présenter une structure lisse, c'est- à-dire pleine, auquel cas lesdits moyens de canalisation d'air peuvent comprendre des canaux ménagés au sein de la piste abradable.These air supply tubes can in particular lead into the aforementioned purge cavity to collect the cooling air. Alternatively, the abradable track may have a smooth structure, that is to say solid, in which case said air channeling means may comprise channels formed within the abradable track.

En variante encore, ledit second élément du joint tournant peut présenter des nervures d'étanchéité complémentaires des nervures d'étanchéité du premier élément de ce joint tournant, de manière à former un joint labyrinthe. L'invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur pour aéronef, comprenant au moins un compresseur axial du type décrit ci-dessus. Dans le cas d'une turbomachine à double corps, ledit compresseur peut en particulier être un compresseur haute pression. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un compresseur haute pression de turbomoteur pour aéronef selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention ; la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un compresseur haute pression de turbomoteur pour aéronef selon un deuxième mode de réalisation préféré de l'invention ; la figure 3 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un compresseur haute pression de turbomoteur pour aéronef selon un troisième mode de réalisation préféré de l'invention. Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS La figure 1 illustre une partie d'un compresseur haute pression 10 de type axial dans un turbomoteur d'aéronef, par exemple un turboréacteur d'avion à double corps et double flux, selon un premier mode de réalisation préféré de l'invention.In another variant, said second element of the rotary joint may have sealing ribs complementary to the sealing ribs of the first element of this rotary joint, so as to form a labyrinth seal. The invention also relates to a turbomachine, such as a turbojet engine or a turboprop engine for aircraft, comprising at least one axial compressor of the type described above. In the case of a double-body turbomachine, said compressor may in particular be a high-pressure compressor. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood, and other details, advantages and characteristics thereof will appear on reading the following description given by way of nonlimiting example and with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a partial diagrammatic view in axial section of a high-pressure turbine engine compressor for an aircraft according to a first preferred embodiment of the invention; FIG. 2 is a partial diagrammatic view in axial section of a high-pressure turbine engine compressor for an aircraft according to a second preferred embodiment of the invention; FIG. 3 is a partial diagrammatic view in axial section of a high-pressure turbine engine compressor for an aircraft according to a third preferred embodiment of the invention. In all of these figures, identical references may designate identical or similar elements. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 illustrates a portion of an axial-type high-pressure compressor 10 in an aircraft turbine engine, for example a double-body, dual-flow aircraft turbojet, according to a first embodiment. preferred embodiment of the invention.

Le compresseur 10 comporte un carter extérieur 12 délimitant extérieurement un canal annulaire 14 d'écoulement d'un flux primaire 16 destiné à alimenter une chambre de combustion (non visible sur la figure 1). Comme indiqué ci-dessus, les directions amont et aval sont définies relativement au sens général d'écoulement du flux primaire 16.The compressor 10 comprises an outer casing 12 externally defining an annular channel 14 for flow of a primary flow 16 for supplying a combustion chamber (not visible in Figure 1). As indicated above, the upstream and downstream directions are defined relative to the general direction of flow of the primary stream 16.

Le compresseur 10 comprend en outre un arbre de rotor 18 reliant une première roue aubagée 20, en amont, à une deuxième roue aubagée 22, en aval. Le compresseur 10 comprend également un redresseur 24 agencé axialement entre la première roue aubagée 20 et la deuxième roue aubagée 22. Le redresseur 24 comporte une rangée annulaire d'aubes statiques 26 raccordées au carter extérieur 12, et une enveloppe annulaire intérieure 28 raccordée à une extrémité radialement interne des aubes statiques 26 de manière à délimiter intérieurement le canal annulaire 14 d'écoulement du flux primaire 16. L'enveloppe annulaire intérieure 28 est par exemple formée d'une rangée annulaire de plateformes, chacune en forme de secteur d'anneau, montées bout-à-bout circonférentiellement, d'une manière bien connue. Le compresseur 10 comprend un joint tournant 30 comprenant un élément tournant 32 porté par l'arbre de rotor 18 et un élément statique 34 porté par le redresseur 24.The compressor 10 further comprises a rotor shaft 18 connecting a first bladed wheel 20, upstream, to a second bladed wheel 22, downstream. The compressor 10 also comprises a rectifier 24 arranged axially between the first bladed wheel 20 and the second bladed wheel 22. The rectifier 24 comprises an annular row of static vanes 26 connected to the outer casing 12, and an inner annular casing 28 connected to a radially inner end of the static vanes 26 so as to internally delimit the annular channel 14 for flow of the primary flow 16. The inner annular envelope 28 is for example formed of an annular row of platforms, each in the form of ring sector circumferentially mounted end-to-end in a well-known manner. The compressor 10 comprises a rotary joint 30 comprising a rotating element 32 carried by the rotor shaft 18 and a static element 34 carried by the rectifier 24.

Dans l'exemple illustré, l'élément tournant 32 présente trois nervures d'étanchéité 36a, 36b, 36c, couramment dénommées « léchettes », s'étendant en saillie radialement vers l'extérieur depuis la surface de l'arbre de rotor 18. L'élément statique 34 comporte un support annulaire 38, couramment dénommé « porte-abradable », fixé sur une face radialement interne 40 de l'enveloppe annulaire intérieure 28 du redresseur, ainsi qu'une piste abradable annulaire 42 disposée au niveau d'une extrémité radialement interne de ce support 38. La piste abradable 42 peut également être formée d'une rangée annulaire de secteurs montés bout-à-bout circonférentiellement. Il en est de même en ce qui concerne le support 38.In the illustrated example, the rotating element 32 has three sealing ribs 36a, 36b, 36c, commonly referred to as "wipers", projecting radially outwardly from the surface of the rotor shaft 18. The static element 34 comprises an annular support 38, commonly called "abradable holder", fixed on a radially inner face 40 of the inner annular envelope 28 of the rectifier, and an annular abradable track 42 disposed at a radially inner end of this support 38. The abradable track 42 may also be formed of an annular row of sectors circumferentially mounted end-to-end. It is the same with regard to the support 38.

La nervure d'étanchéité amont 36a et la nervure d'étanchéité médiane 36b délimitent une première cavité 44a conjointement avec la piste abradable 42. De manière analogue, la nervure d'étanchéité médiane 36b et la nervure d'étanchéité aval 36c délimitent une deuxième cavité 44b conjointement avec la piste abradable 42. Le compresseur 10 comprend en outre des moyens de canalisation d'air permettant de prélever de l'air de refroidissement 46 en aval du joint tournant 28 et d'injecter cet air de refroidissement 47 au sein de l'une au moins des cavités 44a, 44b. Dans cet exemple, le support 38 et la piste abradable 42 présentent des structures respectives pleines, et les moyens de canalisation d'air prennent la forme de canaux 48 formés, chacun, d'une portion médiane 48a ménagée dans le support 38 et prolongée d'une part par une portion d'admission d'air 48b traversant l'enveloppe annulaire intérieure 28, et d'autre part par une portion d'éjection d'air 48c traversant la piste abradable 42 et débouchant dans la première cavité 44a. Les canaux 48 sont au moins au nombre de deux et sont régulièrement répartis autour d'un axe longitudinal 54 du compresseur.The upstream sealing rib 36a and the median sealing rib 36b delimit a first cavity 44a together with the abradable track 42. Similarly, the median sealing rib 36b and the downstream sealing rib 36c delimit a second cavity 44b together with the abradable track 42. The compressor 10 further comprises air channeling means for withdrawing cooling air 46 downstream of the rotary joint 28 and injecting this cooling air 47 into the interior of the room. at least one of the cavities 44a, 44b. In this example, the support 38 and the abradable track 42 have respective solid structures, and the air channeling means take the form of channels 48 each formed of a median portion 48a formed in the support 38 and extended by on the one hand by an air intake portion 48b passing through the inner annular envelope 28, and on the other hand by an air ejection portion 48c crossing the abradable track 42 and opening into the first cavity 44a. The channels 48 are at least two in number and are regularly distributed around a longitudinal axis 54 of the compressor.

En fonctionnement, en aval du redresseur 24, l'air du flux primaire 16 est à une pression supérieure à celle de l'air présent au sein de la première cavité 44a de sorte qu'il se produit un écoulement d'air de refroidissement 56 au sein des canaux 48, depuis le canal annulaire 14 d'écoulement du flux primaire 16 jusque dans la première cavité 44a. La température de l'air au sein de cette première cavité 44a peut ainsi être limitée malgré les phénomènes de dissipation visqueuse et les éventuels contacts entre les nervures d'étanchéité 36a, 36b, et la piste abradable 42. Il est à noter que l'air de refroidissement baigne ainsi deux flancs mutuellement opposés appartenant respectivement à deux nervures d'étanchéité 36a, 36b consécutives.In operation, downstream of the rectifier 24, the primary flow air 16 is at a pressure greater than that of the air present in the first cavity 44a so that a flow of cooling air 56 within the channels 48, from the annular channel 14 flow of the primary stream 16 into the first cavity 44a. The temperature of the air within this first cavity 44a can thus be limited despite the viscous dissipation phenomena and the possible contacts between the sealing ribs 36a, 36b, and the abradable track 42. It should be noted that the The cooling air thus bathes two mutually opposite flanks respectively belonging to two consecutive sealing ribs 36a, 36b.

La figure 2 illustre une partie d'un compresseur haute pression 110 semblable au compresseur 10 décrit ci-dessus, mais qui diffère de ce dernier de par la structure du redresseur 124, et plus particulièrement la structure du joint tournant 130. Dans cet exemple, l'élément statique 134 du joint tournant 130 comporte en effet une piste abradable 142 présentant une structure alvéolaire, du type couramment dénommé « en nid d'abeilles », comportant une pluralité d'alvéoles s'étendant sensiblement selon la direction radiale. Le support annulaire 138 pour la piste abradable 142 présente une structure creuse et est par exemple réalisé en tôle, d'une manière connue en soi. Le support 138 délimite ainsi une cavité annulaire 158. De plus, le support 138 présente une paroi radialement interne 160 sur laquelle est fixée la piste abradable 142, ainsi qu'une paroi aval 162 et une paroi amont 164 raccordant la paroi radialement interne 160 à l'enveloppe annulaire intérieure 28 du redresseur 124.FIG. 2 illustrates a portion of a high pressure compressor 110 similar to the compressor 10 described above, but which differs from the latter in the structure of the rectifier 124, and more particularly the structure of the rotary joint 130. In this example, the static element 134 of the rotary joint 130 has indeed an abradable track 142 having a honeycomb structure, of the type commonly referred to as "honeycomb", comprising a plurality of cells extending substantially in the radial direction. The annular support 138 for the abradable track 142 has a hollow structure and is for example made of sheet metal, in a manner known per se. The support 138 thus delimits an annular cavity 158. In addition, the support 138 has a radially internal wall 160 on which is fixed the abradable track 142, as well as a downstream wall 162 and an upstream wall 164 connecting the radially inner wall 160 to the inner annular casing 28 of the rectifier 124.

La paroi aval 162 du support 138 présente des orifices d'admission d'air 166a tandis que la paroi radialement interne 160 présente des orifices d'éjection d'air 166b. Chacun des orifices d'admission d'air 166a débouche dans une cavité de purge 168 agencée radialement vers l'intérieur par rapport au canal annulaire 14 d'écoulement du flux primaire 16 et séparée en partie de ce canal par l'enveloppe intérieure 28 du redresseur 124. Chacun des orifices d'éjection d'air 166b débouche dans une ou plusieurs alvéoles 170 de la piste abradable 142, lesquelles alvéoles débouchent dans la première cavité 44a.30 En fonctionnement, la pression de l'air dans la cavité de purge 168 étant supérieure à celle de l'air dans la première cavité 44a, il se produit un écoulement d'air de refroidissement depuis la cavité de purge 168 jusque dans la première cavité 44a. En effet, l'air de refroidissement est admis (flèches 146) par les orifices d'admission d'air 166a dans la cavité annulaire 158 au sein du support 138, puis cet air de refroidissement circule au sein de cette cavité (flèches 156) et pénètre dans les alvéoles 170 (flèches 172) et y circule (flèches 174) pour finalement être éjecté dans la première cavité 44a (flèches 147). Il apparait ainsi que le support 138 et les alvéoles 170 forment ensemble des moyens de canalisation de l'air de refroidissement précité. La figure 3 illustre une partie d'un compresseur haute pression 210 semblable au compresseur 110 de la figure 2, mais qui diffère de ce dernier de par la structure du redresseur 224, et plus particulièrement la structure du joint tournant 230.The downstream wall 162 of the support 138 has air intake ports 166a while the radially inner wall 160 has air ejection ports 166b. Each of the air intake ports 166a opens into a purge cavity 168 arranged radially inwardly with respect to the annular channel 14 for flow of the primary stream 16 and partly separated from this channel by the inner casing 28 of the Rectifier 124. Each of the air ejection ports 166b opens into one or more cells 170 of the abradable track 142, which cavities open into the first cavity 44a.30 In operation, the air pressure in the bleed cavity 168 being greater than that of the air in the first cavity 44a, there is a cooling air flow from the bleed cavity 168 into the first cavity 44a. Indeed, the cooling air is admitted (arrows 146) through the air intake ports 166a in the annular cavity 158 within the support 138, and this cooling air circulates within this cavity (arrows 156). and enters the cells 170 (arrows 172) and circulates therein (arrows 174) to finally be ejected into the first cavity 44a (arrows 147). It thus appears that the support 138 and the cells 170 together form means for channeling the aforementioned cooling air. FIG. 3 illustrates a portion of a high-pressure compressor 210 similar to the compressor 110 of FIG. 2, but which differs from the latter in the structure of the rectifier 224, and more particularly the structure of the rotary joint 230.

Dans cet exemple, l'élément statique 234 du joint tournant 230 comporte également une piste abradable 242 à structure alvéolaire. Cette piste abradable 242 est fixée sur un support annulaire 238 ayant par exemple une structure pleine. La piste abradable 242 peut en variante être directement fixée sur l'enveloppe annulaire intérieure 28 du redresseur 224.In this example, the static element 234 of the rotary joint 230 also comprises an abradable track 242 with honeycomb structure. This abradable track 242 is fixed on an annular support 238 having for example a solid structure. The abradable track 242 may alternatively be directly attached to the inner annular casing 28 of the rectifier 224.

Le redresseur 224 comporte en outre des tubes d'amenée d'air 248 dont une partie s'étend à l'intérieur de la piste abradable 242, par exemple selon une direction parallèle à l'axe longitudinal 54 du compresseur. Ces tubes d'amenée d'air 248, qui sont au moins au nombre de deux et qui sont régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal 54 du compresseur, présentent chacun une entrée aval 266a d'admission d'air débouchant dans la cavité de purge 168 à l'extérieur du joint tournant 230, ainsi qu'une sortie amont 266b d'éjection d'air débouchant dans une ou plusieurs alvéoles 270 de la piste abradable 242. En fonctionnement, la pression de l'air dans la cavité de purge 168 étant ici encore supérieure à celle de l'air dans la première cavité 44a, il se produit un écoulement d'air de refroidissement depuis la cavité de purge 168 jusque dans la première cavité 44a. L'air de refroidissement est admis (flèches 246) par les entrées aval 266a respectives des tubes d'amenée d'air 248 puis circule au sein de ces tubes d'amenée d'air 248 (flèches 256) et pénètre dans les alvéoles 170 et y circule (flèches 274) pour finalement être éjecté dans la première cavité 44a (flèches 247). Il apparaît donc que les tubes 248 et les alvéoles 170 forment ensemble des moyens de canalisation de l'air de refroidissement précité. Dans les trois exemples décrits ci-dessus, l'air de refroidissement est injecté dans la première cavité 44a. En variante ou de manière complémentaire, une partie ou la totalité de cet air de refroidissement peut être injecté dans une autre cavité. En variante ou de manière complémentaire, une partie ou la totalité de l'air de refroidissement peut être injectée en amont de la nervure d'étanchéité 36a formant l'extrémité amont de l'élément tournant 32, de manière à baigner le flanc amont de cette nervure d'étanchéité 36a.20The rectifier 224 further comprises air supply tubes 248, part of which extends inside the abradable track 242, for example in a direction parallel to the longitudinal axis 54 of the compressor. These air supply tubes 248, which are at least two in number and which are evenly distributed around the longitudinal axis 54 of the compressor, each have a downstream air intake inlet 266a opening into the cavity of the compressor. bleed 168 outside the rotary joint 230, and an upstream air outlet 266b output ejection into one or more cells 270 of the abradable track 242. In operation, the air pressure in the cavity of Since the purge 168 is here still greater than that of the air in the first cavity 44a, a cooling air flow occurs from the bleed cavity 168 into the first cavity 44a. The cooling air is admitted (arrows 246) via the respective downstream inlets 266a of the air supply tubes 248 and then circulates within these air supply tubes 248 (arrows 256) and enters the cells 170. and circulates therein (arrows 274) to finally be ejected into the first cavity 44a (arrows 247). It therefore appears that the tubes 248 and the cells 170 together form means for channeling the aforementioned cooling air. In the three examples described above, the cooling air is injected into the first cavity 44a. Alternatively or in a complementary manner, some or all of this cooling air can be injected into another cavity. Alternatively or in a complementary manner, part or all of the cooling air may be injected upstream of the sealing rib 36a forming the upstream end of the rotating element 32, so as to bathe the upstream side of the this sealing rib 36a.20

Claims

REVENDICATIONS1. Axial compressor (10) for a turbomachine, comprising at least: an outer casing (12) externally defining an annular channel (14) for the flow of a primary flow (16) intended to feed a combustion chamber; rotor (18), - a first bladed wheel (20) integral with said rotor shaft (18), - a rectifier (24, 124, 224) arranged downstream of said first bladed wheel (20) and including static blades (26). ) integral with said outer casing (12) and an inner annular casing (28) connected to a radially inner end of said static vanes (26) so as to internally delimit said annular flow channel (14) of the primary flow (16); a second bladed wheel (22) arranged downstream of said rectifier (24, 124, 224), - a rotary joint (30, 130, 230) comprising a rotating element (32) carried by said rotor shaft (18) and an element static (34, 134, 234) carried by said rectifier and arranged ra inwardly relative to said inner annular shell (28) thereof, at least one first (32) of said rotating (32) and static (34, 134, 234) members having annular sealing ribs (36a, 36b, 36c) projecting towards the second element (34, 134, 234) from said rotating and static elements, said compressor being characterized in that it comprises air channeling means (48, 166a, 166b, 158, 170, 248, 270) adapted to draw cooling air (46, 146, 246) downstream of said rotary joint, relative to the general direction of flow of said primary flow (16), and to inject said cooling air (47, 147, 247) between said rotating element (32) and said static element (34, 134, 234) so that said cooling air is immersed in at least one sidewall of at least one of said ribs sealing (36a, 36b, 36c).

An axial compressor according to claim 1, wherein said channeling means is configured to inject said cooling air into at least one cavity (44a) jointly delimited by two of said sealing ribs (36a, 36b). and by said second member (34, 134, 234) of the rotary joint.

An axial compressor according to claim 1 or 2, wherein said air channeling means (48b) passes through said inner casing (28) of said rectifier so as to draw said cooling air into said annular flow channel (14). primary flow (16).

An axial compressor according to claim 1 or 2, wherein said air channeling means (158, 248) communicates with a purge cavity (168) arranged radially inwardly relative to said annular channel (14). flow of the primary stream (16) and partly separated from said annular channel (14) by said inner shell (28) of said rectifier, so as to withdraw said cooling air into said purge cavity (168).

5. axial compressor according to any one of claims 1 to 4, wherein: - said first element (32) of the rotary joint having said sealing ribs is said rotating member carried by said rotor shaft (18), and said static element (34, 134, 234) of the rotary joint comprises an annular abradable track (42, 142, 242) cooperating with said sealing ribs and traversed by said channeling means (48c, 170, 270).

6. axial compressor according to claim 5, wherein said rectifier comprises an annular support (38, 138) having a radially inner end on which is disposed said abradable track (42, 142), said support being traversed by said channel means of air (48a, 158).

The axial compressor of claim 6, wherein said air channeling means (158) opens into said bleed cavity (168) through a downstream face (162) of said carrier (138).

The axial compressor according to any of claims 5 to 7, wherein said abradable track (142, 242) has a honeycomb structure, and wherein said air channeling means comprises cells (170). of said honeycomb structure.

The axial compressor of claim 8, wherein said air channeling means comprises air supply tubes (248) extending at least in part within said abradable track (242), and having respective upstream outlets (266b) opening into said cells (170) and respective downstream inlets (266a) opening out of said rotary joint (234).

10. Turbomachine, such as a turbojet engine or a turboprop engine for aircraft, characterized in that it comprises at least one axial compressor (10, 110, 210) according to any one of the preceding claims.