FR3067405A1 - Turbomachine et procede d'etancheite par soufflage d'air - Google Patents

Turbomachine et procede d'etancheite par soufflage d'air Download PDF

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Abstract

L invention concerne l étanchéité dans une turbomachine à gaz. Des passages (52) pour un fluide gazeux barrière sont prévus à travers une partie de rotor, de même que des moyens de soufflage de ce fluide gazeux. Les passages débouchent, à travers une léchette (41) ou, à proximité de cette léchette, à travers une portion de rotor pourvue de la léchette, de façon que du fluide gazeux soufflé puisse être présent dans une zone (55) située radialement entre un revêtement (46) en matière abradable et la léchette (41) ou ladite portion qui en est pourvue.

Description

Dans une turbomachine à gaz pour aéronef, telle qu'un turbopropulseur ou un turboréacteur d'avion, la présente invention concerne la maîtrise de certaines étanchéités vis-à-vis des gaz en circulation.
Dans une telle turbomachine, il est courant que soient prévus un compresseur basse pression et un compresseur haute pression entraînés chacun par un arbre de rotation et reliés par un carter intermédiaire délimitant une veine d'écoulement annulaire d'un flux d'air primaire circulant globalement axialement du compresseur basse pression (BP) vers le compresseur haute pression (HP).
De façon traditionnelle, ces turbomachines comprennent une partie fixe (ou stator) et une partie tournante (ou rotor). La partie considérée tournante est montée rotative autour d’un axe de rotation, par rapport à la partie considérée fixe, les parties respectivement fixe et tournante étant localement pourvues de moyens complémentaires d’étanchéité vis-à-vis de fluides gazeux circulant dans la turbomachine.
Dans une turbine ou un compresseur d’aéronef, une partie de rotor comprend ainsi notamment des aubes tournantes, dites aussi rotatives, pourvues en extrémité radialement externes de léchettes. Ces léchettes coopèrent avec des blocs de matière abradable définissant des revêtements radialement internes d’une paroi extérieure fixe de la turbomachine auxquels les blocs sont fixés circonférentiellement, en tant que moyens d'étanchéité complémentaires des léchettes.
Outre en extrémités libres d'aubes rotatives, une étanchéité aux gaz est aussi typiquement réalisée à l’endroit de pieds radialement internes d’aubes fixes qui peuvent être pourvus des blocs de matière abradable précités, pour définir alors des moyens d'étanchéité, radialement internes, complémentaires de nouveau de léchettes, typiquement des léchettes d’un anneau intermédiaire d’étanchéité et/ou d’au moins une virole intermédiaire portant des joints inter-étages et interposé(e) entre un disque amont et un disque aval axialement successifs de rotor.
On retrouve donc dans ces deux exemples une étanchéité assurée entre des pièces respectivement fixe et tournante via des structures comprenant une partie fixe en matière pleine ou en structure nid d’abeille et des léchettes sur la partie tournante. Tel est le cas dans FR3027341 où une virole labyrinthe porte des léchettes venant au contact de pistes abradables d'un anneau porte-abradable afin d'entraver le passage de l'air au pied des aubes fixes. L’anneau porte-abradable est, comme la virole labyrinthe, réalisé en CMC tissé 3D. Ceci est une contrainte, même si la maîtrise de la qualité de ces étanchéités est toujours primordiale pour pouvoir assurer les performances attendues de la turbomachine et limiter les contraintes thermiques.
C’est donc à cette fin et si nécessaire afin d’éviter les inconvénients sus-mentionnés, qu’est ici proposée une turbomachine à gaz comprenant un dispositif d'étanchéité (ou, sur une turbomachine à gaz, un dispositif d'étanchéité) entre une partie de rotor et une partie de stator de la turbomachine présentant un axe longitudinal (X), le dispositif d'étanchéité comprenant :
- au moins un revêtement en matière abradable fixé avec la partie de stator,
- au moins une léchette dont est pourvue une portion de la partie de rotor et qui est adaptée à coopérer avec ledit revêtement en matière abradable, pour l'étanchéité, caractérisé(e) en ce que sont en outre prévus:
- à travers la partie de rotor, des passages de fluide gazeux, et
- des moyens de soufflage de ce fluide gazeux dans lesdits passages, lesquels passages débouchent, à travers la léchette ou, à proximité de ladite (au moins une) léchette, à travers ladite portion pourvue de la léchette, de façon que dudit fluide gazeux soufflé puisse déboucher dans une zone située radialement entre :
-- le revêtement en matière abradable, et
-- la léchette ou ladite zone pourvue de la léchette.
Dans la présente demande :
- axial a pour sens parallèle à l’axe (X) de rotation autour duquel sont montées rotatives les aubes dites tournantes de la turbomachine en cause,
- radial a pour sens perpendiculaire à l’axe X,
- circonférentiel a pour sens s’étendant autour de l’axe X,
- extérieur et intérieur (ou externe et interne) ont respectivement pour sens radialement extérieur et radialement intérieur par rapport à l’axe X ; et
- léchette se traduira souvent en anglais : « rubbing strip (seal) » ou « labyrinth seal lip ».
La solution ci-avant doit permettre, en partie au moins :
- de limiter la perte de performance du moteur et l’augmentation de températures lorsque les jeux radiaux en face de léchettes sont ouverts, et/ou
- de conserver, si on le souhaite, les configurations actuelles de léchettes, notamment les solutions à léchettes droites ou inclinées, et/ou
- d’intervenir directement sur le flux gazeux de fuite, en en contrant la diffusion, via le soufflage prévu, et/ou
- de favoriser un delta de pression vers l’abradable (pression plus élevée dans la zone radiale entre (base de la) léchette et abradable), et ainsi faire une barrière au gaz de fuite, générateur de perte d’étanchéité,
- de s’exonérer des difficultés à maîtriser précisément les jeux radiaux en face de léchettes, en fonction des conditions de fonctionnement de la turbomachine.
Comme mentionné ci-avant une première situation pratique de montage pourra se présenter si :
- la partie de stator comprend des aubes de distributeur pourvues de plateformes extérieures et de plateformes intérieures, ces dernières étant raccordées de façon radialement intérieure à des pieds auxquels est (sont) fixé(s) le(s)dit(s) revêtement(s) en matière abradable,
- la partie de rotor comprend :
-- des aubes pouvant tourner autour dudit axe longitudinal (X), et -- un anneau intermédiaire d’étanchéité et/ou au moins une virole, présentant ladite portion pourvue de plusieurs dites léchettes et interposé(e) entre un disque amont et un disque aval axialement successifs de rotor sur lesquels sont montées lesdites aubes par leurs pieds, et
- lesdits passages traversent l’anneau intermédiaire d’étanchéité et/ou ladite au moins une virole.
Ainsi, en utilisant de l’air, par exemple issu du compresseur, pouvant servir à refroidir les fonds de disque où sont situées les alvéoles de montage des aubes mobiles sur ces disques, on va notamment pouvoir créer ladite barrière au gaz de fuite, sans altérer le refroidissement des alvéoles.
De façon plus générale, il est d’ailleurs prévu que les moyens de soufflage, dans lesdits passages, du fluide gazeux barrière comprennent au moins un circuit d’amenée d’air (ci-après B) issu d’un compresseur de la turbomachine.
Concernant l’origine de cet air soufflé, et bien qu’il soit donc apprécié, dans certaines turbomachines, d'utiliser de l'air prélevé sur le compresseur amont à haute pression, HP, pour refroidir des pièces situées en environnement plus chaud, et en particulier l'aube de turbine HP, les alésages des disques, etc... de l’air de purge pourrait par exemple être extrait d'un étage de compresseur en aval, ou extrait et mélangé à partir de plusieurs étages de compresseur.
Quant à l’écoulement gazeux qui est à contrer via le flux barrière, il pourra en outre être prévu que, axialement entre les plateformes extérieures et/ou intérieures des aubes de distributeur et celles des aubes (dites tournantes) de la partie de rotor, un écoulement gazeux de fuite (ci5 après flux V) puisse passer dans des fentes adaptées à permettre un tel écoulement:
- hors d’une veine d’écoulement de gaz de la turbomachine dans laquelle s’étendent les aubes de distributeur et lesdites aubes de la partie de rotor,
- jusqu’aux dites zones situées radialement entre les léchettes et les revêtements en matière abradable, de façon que ledit écoulement gazeux de fuite puisse y rencontre le fluide gazeux issu desdits passages.
Ainsi, notamment sans altérer le refroidissement assuré par l’écoulement gazeux de fuite, donc par de l’air de veine, on pourra éviter que ce gaz de fuite passe, à l’endroit des léchettes, d’un étage amont à un étage aval de la partie concernée de la turbomachine.
Dans un autre cas, il est prévu par ailleurs de couvrir une seconde situation pratique de montage pouvant se présenter si :
- la partie de stator comprend des secteurs d'anneau fixés (accrochés) 15 circonférentiellement avec un carter externe et auxquels sont fixés plusieurs dits revêtements abradables,
- la partie de rotor comprend des aubes pouvant tourner autour dudit axe longitudinal (X) et présentant ladite portion pourvue de plusieurs dites léchettes, en extrémité radialement extérieure, et si
- lesdits passages traversent certaines au moins des aubes.
Dans ce cas, tout en pouvant potentiellement utiliser l’air de refroidissement des fonds de disque, on va alors notamment pouvoir créer ladite barrière au gaz de fuite, non seulement sans altérer le refroidissement des disques et pieds d’aubes, mais en refroidissant au passage les pales des aubes mobiles, qui seront donc localement creuses.
Pour parvenir au plus près des zones de rencontre entre les flux d’air de fuite et d’air soufflé créant ladite barrière, il est par ailleurs proposé que lesdits passages pour cet air soufflé traversent ladite au moins une léchette.
On pourrait toutefois dans certains cas craindre d’avoir à réaliser un perçage de léchette(s). Il s’agit d’endroits sensibles, mécaniquement et thermiquement.
Un complément ou une alternative propose ainsi :
- que la turbomachine comprenne, radialement en face dudit au moins un revêtement en matière abradable, au moins deux léchettes, et
- qu’en direction de ladite zone où le fluide gazeux soufflé doit déboucher pour créer la barrière antifuite attendue, lesdits passages prévus à cette fin traversent, entre ces au moins deux léchettes, ladite portion d’anneau d’étanchéité, et/ou de virole, intermédiaire pourvue de ces léchettes.
On pourra ainsi sécuriser la réalisation des passages, voire travailler plus précisément leurs forme et disposition, et/ou bénéficier en outre de la chambre qui existe de fait dans l’espace présent entre lesdites au moins deux léchettes alors respectivement amont et aval.
Une mise en pression favorable de cette chambre peut être attendue.
Les première et seconde situations pratiques pourront se combiner, ou non.
Ci-avant a été évoqué un intérêt à avoir travaillé la forme des passages de soufflage du fluide gazeux. A ce sujet, on pourra avoir avantage à ce que lesdits passages s’étendent en direction de ladite zone en divergeant.
En effet, on favorisera alors une sortie élargie du flux gazeux visant à la création d’une sorte de rideau de gaz barrière, situation que la rotation des pièces support de léchette(s) doit favoriser. Ainsi, une sorte d’étanchéité dynamique sera établie.
Même effet bénéfique attendu si lesdits passages sont disposés et/ou conformés de façon que les flux de fluide gazeux soufflé par de tels passages adjacents se chevauchent, quand la turbomachine fonctionne. En effet, cette disposition favorisera encore davantage l’étanchéité du rideau de gaz barrière grâce à un recouvrement partiel de jets.
Il est aussi conseillé, pour un tel effet encore favorisé, que lesdits passages:
- soient situés axialement (axe X) en vis-à-vis dudit au moins un revêtement en matière abradable, et/ou
- qu’ils soient soit radiaux, soit réalisés de façon à s’étendre vers l’amont, en direction dudit revêtement.
La technologie qui vient d’être présentée doit permettre, dès la mise en oeuvre de son principe, de disposer d’une performance du moteur moins dépendante de l’ouverture des jeux radiaux, tout en gardant la possibilité de venir usiner l’abradable quand le jeu se referme.
Cette technologie peut s’appliquer à toutes les pièces possédant une/des léchettes sur la turbine basse pression, à savoir donc les disques et anneaux mobiles mais aussi les aubes mobiles.
Aussi est-ce une caractéristique ici mentionnée que les parties de rotor et de stator précitées appartiennent à une turbine basse pression de la turbomachine située axialement en aval d’une turbine haute pression de cette turbomachine.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention 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 schématise une turbomachine conventionnelle d’aéronef, en demi-coupe verticale suivant un plan médian contenant son axe X de rotation horizontal,
- la figure 2 schématise, en même demi-coupe, une partie de turbine basse pression de la turbomachine de la figure 1,
- la figure 3 schématise, en coupe verticale transversale à l’axe X, une zone extérieure montrant une partie d’aube mobile d’un étage de turbine en visà-vis d’un secteur étanchéité pourvu d’un abradable monté dans un carter extérieur, toujours selon l’art antérieur,
- la figure 4 est la même vue que la figure 3, mais avec un passage pour de l’air barrière, conformément à l’invention, disposé entre deux léchettes, avec une possibilité alternative ou complémentaire (marquée en traits mixtes) d’au moins un passage pour de l’air barrière à travers au moins une léchette, conformément à un autre exemple de réalisation de l’invention,
- la figure 5 est une vue latérale d’une aube mobile, ici creuse, également pourvue d’un tel passage,
- les figures 6 et 7 schématisent deux alternatives de réalisation de l’invention, de nouveau en coupe verticale transversale, quand les passages sont prévus sur des viroles de disque ou anneau mobile,
- la figure 8 montre, suivant une même coupe, un exemple de circuit de fluide barrière dans la turbine schématisée,
- la figure 9 reprend la figure 1 et montre un exemple de prélèvement et d’amenée d’air de sorte que cet air puisse servir d’air barrière, et,
- la figure 10 montre cet air barrière sortant d’une série de passages précités.
Tel que schématisé sur la figure 1, un réacteur ou turbomachine double flux 1 pour aéronef comporte au moins un carter annulaire 2 externe de soufflante à l'intérieur duquel sont disposés différents composants de la turbomachine.
A l'entrée du carter annulaire 2 externe, en considérant le sens de déplacement de l'air (inverse au sens d'avancement de l'aéronef, c'està-dire de gauche à droite sur la figure ; voir flèches), se trouvent des aubes d’une soufflante 3 couplées à un arbre rotatif 4. Ensuite, reliés à l'arbre 4 qui s’étend autour de l’axe X de rotation de la turbomachine, se trouvent différents étages axiaux de compression, typiquement un compresseur basse pression 5a suivi d’un compresseur haute pression 5b ; puis sont disposés différents autres éléments du moteur dont des étages de turbine(s) axiale(s), typiquement une turbine haute pression 6 suivie d’une turbine basse pression 16.
L'air entre en amont (AM) dans le carter annulaire 2 externe de soufflante où il est entraîné par les aubes de la soufflante 3. Pour assurer la propulsion, la majeure partie s'écoule vers l’aval (AV) dans la veine secondaire 11 délimitée radialement entre une partie du carter annulaire 2 externe et un carter de moteur 7 plus intérieur. Une autre partie de l'air est aspirée dans une veine primaire 13 par le compresseur basse pression 5a et dirigée vers l’aval dans les étages de turbine par l'intermédiaire d'autres éléments constitutifs du moteur. Des bras raidisseurs 10 relient par ailleurs le carter annulaire 2 externe et le carter de moteur 7.
Chaque compresseur, tel le compresseur basse pression 5a, comprend une partie tournante, ou rotative, et une partie fixe solidarisée au carter de moteur 7. Plus particulièrement, le compresseur comprend une alternance d’aubes 8 appartenant à des roues de rotor, couplées à l'arbre 4, et donc rotatives, et de redresseurs 9 (ou stators) couplés à la partie fixe du compresseur afin de redresser l'air.
Dans l’exemple, la turbine basse-pression 16 en partie montrée figure 2 comprend des rangs d'aubes tournantes, ou rotoriques, 18, 20, 22 (aubes 8) et des rangs d'aubes fixes 24,25, 26 (redresseurs 9).
Les aubes fixes 24, 25, 26 sont, à leurs extrémités radialement externes, montées par des moyens non représentés sur un carter externe 440 et les aubes tournantes 18, 20, 22 sont montées à leurs extrémités radialement internes sur des disques 28, 30, 32 du rotor. Chaque disque comprend une virole annulaire amont 36a et une virole annulaire aval 36b servant à la fixation des disques entre eux et sur un cône d'entraînement 34 relié à l'arbre 4 de la turbomachine, pour tourner avec lui, ainsi qu'à la fixation de flasques annulaires de retenue des pieds 81 d'aubes sur les disques. Les pieds des aubes sont conformés pour coopérer avec des rainures axiales prévues dans les disques du rotor. Chaque aube tournante s'étend le long d'un axe perpendiculaire à l'axe X du rotor sur lequel est montée l’aube.
Deux disques, tels 28,30, axialement successifs de rotor sont solidarisés entre eux, via les viroles annulaires amont et aval précitées, par des boulons 33. Un joint inter-étage 37 peut être porté par l’une de ces viroles 36a,36b ou par un anneau intermédiaire d’étanchéité 35, pouvant être maintenu également par les boulons 33 et situé en périphérie extérieure de la virole amont 36a correspondante. En tant que portion de la partie de rotor concernée, ce joint peut comprendre des prolongements annulaires radiaux ou léchettes 41 coopérant avec un revêtement 46 abradable, de façon à définir un joint labyrinthe.
De façon générale, les aubes de rotor sont disposées et peuvent tourner, autour de l’axe X, entre une limite annulaire extérieure et une limite annulaire intérieure qui peuvent être essentiellement respectivement définies par des plateformes extérieures 44b et intérieures 45b, respectivement, dont sont pourvues les aubes rotatives et les redresseurs fixes. Au moins un revêtement 46 en matière abradable est fixé à chaque pied 43 radialement interne de la plateforme intérieure 45a de l'aube fixe, ou statorique, de distributeur correspondante. Le revêtement 46 peut être réalisé en secteurs et être à structure en nid d'abeilles.
Extérieurement, au moins un tel revêtement 46 est aussi fixé indirectement au carter externe fixe 440. Des fixations 49a peuvent permettre de fixer les garnitures 46 sur des secteurs d'anneau 48 accrochés circonférentiellement sur le carter externe 440. Une partie 490 de ces fixations est située de façon radialement extérieure et adjacente aux plateformes 44a (voir figure 4).
Comme montré figures 3 et 4, vers les plateformes extérieures 44b, en tant que portion de la partie de rotor concernée, les aubes 8 rotatives comportent toutes des léchettes 41. Ces léchettes 41 coopèrent par frottement avec le(s) revêtement(s) 46 du carter externe 440 fixe pour assurer l’étanchéité en sommet des aubes rotatives concernées, c’est-àdire limiter les circulations d’air parasites entre les sommets des aubes rotatives et le(s) revêtement(s) 46.
Via un tel dispositif d'étanchéité 50 formé avec les revêtements 46 associés aux léchettes 41, il va donc être possible, au cours du fonctionnement de la turbomachine, de permettre au stator, en s'abrasant, de s'adapter à la forme des léchettes frottant contre lui par leurs sommets.
Or, comme expliqué ci-avant, l’étanchéité est fonction de la distance radiale (L, figure 3) entre la partie fixe, ici les revêtements 46, et la partie tournante, ici les léchettes 40.
A noter que les formes de revêtement(s) 46 et de léchette(s) 40/41 pourraient être autres, par exemple un revêtement radialement étagé et/ou une(des) léchette(s) inclinée(s).
Un objectif de l’invention est :
- de limiter l’importance qu’il y a à devoir maîtriser précisément cette distance, et/ou
- de proposer une solution qui complète la maîtrise actuelle de l’étanchéité.
Aussi est-il proposé que soient prévus en outre, sur la turbomachine, et comme schématisé figures 4-7 et 9 :
- à travers la partie de rotor considérée, telle 8,35,36a,36b,37, des passages 52 de fluide gazeux, et
- des moyens 54 de soufflage du fluide gazeux dans lesdits passages 52.
Les passages 52 débouchent :
- à travers la ou les léchettes, 41, considérée(s), ou,
- à proximité de cette ou ces léchettes 41, à travers alors la portion de rotor, telle que 35a,36 et/ou 35 et/ou 44b concernée.
Ainsi, du fluide gazeux soufflé B va pouvoir déboucher dans une zone 55 située radialement entre :
- le revêtement 46 en matière abradable, et
- la léchette ou les léchettes 41 considérée(s) ou ladite portion qui en est pourvue.
La partie de la turbomachine concernée sera favorablement la turbine basse pression 16.
Les moyens 54 de soufflage, dans les passages 52, du fluide gazeux (flux B ; figures 4-8) prévu donc pour faire barrière aux fuites V d’un air de veine, comme schématisé aussi en figure 2, peut provenir du compresseur HP 5b, via des circuits 56 de prélèvement, ou d’amenée, d’air (voir figure 9), comme cela sert déjà pour refroidir les disques, tels que
28,30,32 (les circuits schématisés 56, qui peuvent être des circuits de type « LTP cooling » ou « air de cooling/refroidissement basse pression» - en français - et/ou «Bore cooling » ou « air de bore cooling/refroidissement d’alésage »- en français -, sont en fait internes à la turbomachine). L’air amené est donc ici utilisé pour pressuriser la zone 55 précitée où débouche ledit air barrière.
Pour que l’air barrière B passe dans le sens prévu (vers la zone 55 considérée), il sera nécessaire de régler le débit de l’air issu, dans l’exemple, des circuits 56, afin d’établir une pression plus élevée en zone 55 que dans son environnement, comme notamment juste en amont ; voir espaces 58 figures 4-7.
En tant que (partie au moins) des circuits 56 de prélèvement, ou d’amenée, d’air B, il pourra aussi être prévu d’utiliser un/des tube(s) d'alimentation en flux d'air de refroidissement à basse température (dits tubes LTCA) qui, de façon déjà connue, alimente souvent en air relativement frais une section de la turbine 16 depuis une section du compresseur 5b (voir WO2014175969).
Parmi les zones concernées par un tel soufflage d’air, on aura donc typiquement, comme schématisé figures 4-5, celles situées en périphérie externe des aubes de rotor 8.
Dans ce cas, on se trouve donc dans la situation:
- où la partie de stator concernée comprend les secteurs d'anneau 48 auxquels sont fixés plusieurs dits revêtements 46 abradables,
- et où la partie de rotor comprend les aubes 8 dont ladite portion 44b (plateforme) est pourvue de plusieurs dites léchettes 41, en extrémité radialement extérieure.
Pour faciliter l’accès, pour l’air barrière, à la zone 55, les passages 52 pourront alors traverser certaines au moins des aubes 8. Ainsi, ces aubes seront creuses, au moins localement ; portion 80 figure 4 ou 5, où un autre passage 59, dans le pied 81 et la plateforme intérieure de l’aube, permet à l’air issu du circuit 56 d’amenée d’air de parvenir jusque dans la pale creuse 83.
Autre cas de zones concernées par un tel soufflage d’air, celles situées en périphérie interne d’aubes de stator, comme schématisé figures 6-7.
Dans ce cas, on se trouve donc dans la situation:
- où la partie de stator comprend des aubes de distributeur 9, aux pieds 43 internes desquelles sont fixés plusieurs dits revêtements 46 en matière abradable,
- et où la partie de rotor comprend :
-- lesdites aubes 8 montées tournantes autour de l’axe X, et -- plusieurs dites léchettes 41 prévues sur l’anneau intermédiaire 35 et/ou sur l’une des viroles de disque 36a,36b, interposé(e) entre lesdits disques amont et aval axialement successifs, tels 28,30, sur lesquels sont montées lesdites aubes 8, par leurs pieds, et dont une portion est donc pourvue de ces léchettes 41.
Les passages 52 traversent alors l’anneau intermédiaire d’étanchéité 35 (figure 7) et/ou ladite au moins une virole de disque 36a,36b (figure 6).
Comme on peut le voir figures 4-7, axialement entre certaines au moins des plateformes extérieures 44a et intérieures 45a des aubes 9 de distributeur et celles 44b,45b des aubes 8 de rotor, l’écoulement gazeux de fuite V se produit via une ou des fentes 61 et/ou 63 adaptée(s) à permettre un tel écoulement V :
- hors de la veine 13 de la turbomachine dans laquelle s’étendent les aubes de distributeur et de rotor, 9,8,
- vers l’espace 58 situé, axialement :
-- entre le disque amont (AM) considéré, tel 28 figures 6-7, et les pieds 43 internes des aubes de distributeur 9 situées en aval, et/ou -- entre une partie des fixations 49a des garnitures 46 (partie 490) et les plateformes extérieures 44b avec leurs léchettes (figure 4).
Les zones 58 et 55 étant communicantes, un écoulement gazeux de fuite va ainsi parvenir jusqu’aux dites zones 55 situées face aux aubes de distributeur 9, de façon que ledit écoulement gazeux de fuite V y rencontre le fluide gazeux barrière B issu des passages 52 et soit bloqué dans son cheminement. On stoppe donc le flux de fuite.
Pour réaliser les passages 52 traversants, on pourra passer à travers la ou les léchettes 41 tel que représenté figures 3 et 6. Avec deux léchettes, amont et aval, on pourra disposer d’une double barrière au flux de fuite. Mais les léchettes sont des structures fragiles et sont soumis à des fortes contraintes.
On pourra donc préférer :
- prévoir, radialement en face d’un dit revêtement 46 en matière abradable, au moins deux léchettes 41 annulaires, comme figure 4 ou 7, et
- qu’en direction de ladite zone 55 et entre ces au moins deux léchettes, les passages 52 traversent :
-- l’anneau intermédiaire d’étanchéité 35 et/ou ladite au moins une virole 36a,36b (figure 7), — et/ou la plateforme extérieure 44b concernée (figure 4).
Pour optimiser la solution ici présentées, on pourra chercher à ce que les passages 52, typiquement réalisés par perçages, soient assez facilement fabricables et que des jets 65 de fluide B sortant de tels passages adjacents se superposent, en fonctionnement, c’est-à-dire quand la turbomachine 1 fonctionne et donc notamment que les aubes de rotor 8 tournent autour de l’axe X. La figure 10 schématise une telle étanchéité dynamique. Un avantage est que cela impose moins de contrainte en fabrication.
Une autre solution avec les mêmes avantages, et qui peut donc compléter la précédente, prévoit que lesdits passages 52 s’étendent en direction de la zone 55 en divergeant. Il pourra s’agir de trous tronconiques. Cela est illustré figure 6 et peut être supposé figure 10, compte tenu de la forme tronconique des jets 65. Dans un autre cas, comme figure 5 ou 7, les trous de passage 52 sont cylindriques de section circulaire constante.
Dans la portion structurelle concernée, les passages 52 seront typiquement formés circonférentiellement, autour de l’axe X, suivant une rangée (figures 4,5,7) ou deux rangées axialement adjacentes (figure 6).
Ils seront radiaux (axe Z), mais pourraient notamment suivre l’orientation des léchettes (voir léchettes inclinées vers l’amont figure 7). Ainsi, il est conseillé que les perforations, ou passages 52, qui doivent être en vis-à-vis de l’abradable 46 considéré, soient, soit radiaux soit réalisés dans le sens contraire du déplacement de l’air chaud, donc de façon à s’étendre vers l’amont, comme figure 7, afin de souffler le flux B vers l’amont.
Comme il ressort de ce qui précède et comme schématisé figure 4 pour l’un des cas, on pourra dissocier ou associer à volonté, en face d’une zone 55, au moins un passage 52 à travers une léchette 41 et au moins un passage 52 :
- à travers une plateforme 44b,
- et/ou à travers un anneau 35 intermédiaire d’étanchéité ou une virole 36a.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Turbomachine à gaz comprenant un dispositif d'étanchéité entre une partie de rotor et une partie de stator de la turbomachine présentant un axe longitudinal (X), le dispositif d'étanchéité comprenant :
    - au moins un revêtement (46) en matière abradable fixé avec la partie de stator (9,43 ;440),
    - au moins une léchette (40,41) dont est pourvue une portion de la partie de rotor (8 ;35,37) et qui est adaptée à coopérer avec ledit revêtement (46) en matière abradable, pour l'étanchéité, caractérisé en ce qu’elle comprend en outre :
    - à travers la partie de rotor (8 ;35,37), des passages (52) de fluide gazeux, et
    - des moyens (54) de soufflage de ce fluide gazeux dans lesdits passages (52), lesquels passages débouchent, à travers la léchette (40,41) ou, à proximité de ladite léchette (40,41), à travers ladite portion pourvue de la léchette (40,41), de façon que dudit fluide gazeux soufflé puisse déboucher dans une zone (55) située radialement entre :
    -- le revêtement (46) en matière abradable, et
    -- la léchette (40,41) ou ladite portion (35,36a,36b,44b) qui en est pourvue.
  2. 2. Turbomachine à gaz selon la revendication 1, dans laquelle :
    - la partie de stator (9,43 ;440) comprend des aubes de distributeur (9) pourvues de plateformes intérieures (45a) raccordées de façon radialement intérieure à des pieds (43) auxquels est (sont) fixé(s) le(s)dit(s) revêtement(s) (46) en matière abradable,
    - la partie de rotor (8 ;35,37) comprend :
    -- des aubes (8) pouvant tourner autour dudit axe longitudinal (X), et -- un anneau (35) intermédiaire d’étanchéité et/ou une virole (36a,36b), présentant ladite portion pourvue d’au moins une léchette (40,41) et interposé(e) entre un disque amont (28) et un disque aval (30) axialement successifs de rotor sur lesquels sont montées lesdites aubes (8) par leurs pieds (81), et
    - lesdits passages traversent l’anneau intermédiaire d’étanchéité (35) et/ou ladite virole (36a,36b).
  3. 3. Turbomachine à gaz selon la revendication 1, dans laquelle :
    - la partie de stator (9,43 ;440) comprend des secteurs d'anneau (48) auxquels sont fixés plusieurs dits revêtements (46) abradables,
    - la partie de rotor (8 ;35,37) comprend des aubes (18,20,22) pouvant tourner autour dudit axe longitudinal (X) et présentant ladite portion pourvue de plusieurs dites léchettes (40,41), en extrémité radialement extérieure, et
    - lesdits passages (52) traversent certaines au moins des aubes (18,20,22).
  4. 4. Turbomachine à gaz selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les moyens de soufflage du fluide gazeux (54) dans lesdits passages (52) comprennent au moins un circuit (56) d’amenée d’air (B) issu d’un compresseur (5b) de la turbomachine.
  5. 5. Turbomachine à gaz selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdits passages (52) traversent au moins une léchette (40,41).
  6. 6. Turbomachine à gaz selon la revendication 2 seule ou en combinaison avec l’une quelconque des revendications 3 à 5,
    - qui comprend, radialement en face dudit au moins un revêtement (46) en matière abradable, au moins deux léchettes (40,41) et
    - dans laquelle, en direction de ladite zone, lesdits passages traversent, entre lesdites au moins deux léchettes (40,41), ladite portion pourvue des léchettes (40,41) de l’anneau intermédiaire d’étanchéité (35) et/ou de ladite au moins une virole (36a,36b).
  7. 7. Turbomachine à gaz selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle lesdits passages (52) s’étendent en direction de ladite zone (55) en divergeant.
  8. 8. Turbomachine à gaz selon l’une quelconque des 5 revendications précédentes, dans laquelle lesdits passages (52) sont disposés et/ou conformés de façon que les flux de fluide gazeux soufflés par des passages (52) adjacents se chevauchent, quand la turbomachine fonctionne.
  9. 9. Turbomachine à gaz selon l’une quelconque des 10 revendications précédentes, dans laquelle les passages (52) qui sont situés axialement en vis-à-vis dudit au moins un revêtement (46) en matière abradable, sont, soit radiaux soit réalisés de façon à s’étendre vers l’amont, en direction dudit au moins un revêtement (46).
  10. 10. Turbomachine à gaz selon l’une quelconque des 15 revendications précédentes, dans laquelle lesdites partie de rotor et de stator appartiennent à une turbine basse pression (16) de la turbomachine située axialement en aval d’une turbine haute pression (6) de la turbomachine.
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