FR3080143A1 - TURBINE RING ASSEMBLY WITH INTER-SECOND SEALING - Google Patents
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Abstract
Un ensemble d'anneau pour turbine comprend une pluralité de secteurs d'anneau adjacents (10) formant un anneau de turbine (1), chaque secteur d'anneau (10) comprend: - une languette d'étanchéité amont (22) comprenant des première et deuxième portions continues (220, 221) s'étendant respectivement dans une rainure amont (42) et dans une deuxième rainure horizontale (40), - une deuxième languette d'étanchéité (20) comprenant des première et deuxième portions continues (200, 201) s'étendant respectivement dans la deuxième rainure horizontale (40) et dans une rainure aval (43), la deuxième portion (221) de la languette d'étanchéité amont (22) chevauchant la première portion (200) de ladite deuxième languette d'étanchéité (20), - une languette d'étanchéité aval (23) comprenant des première et deuxième portions continues (230, 231) s'étendant respectivement dans la rainure aval (43) et dans une première rainure horizontale (41), la deuxième portion (201) de la deuxième languette d'étanchéité (20) chevauchant la première portion (230) de la languette d'étanchéité aval (23), la deuxième portion (231) de ladite languette d'étanchéité aval chevauchant la première languette d'étanchéité (21).A turbine ring assembly includes a plurality of adjacent ring sectors (10) forming a turbine ring (1), each ring sector (10) comprises: - an upstream sealing strip (22) comprising first and second continuous portions (220, 221) respectively extending in an upstream groove (42) and in a second horizontal groove (40), - a second sealing tongue (20) comprising first and second continuous portions (200) , 201) extending respectively in the second horizontal groove (40) and in a downstream groove (43), the second portion (221) of the upstream sealing tongue (22) overlapping the first portion (200) of said second sealing tongue (20), - a downstream sealing tongue (23) comprising first and second continuous portions (230, 231) extending respectively in the downstream groove (43) and in a first horizontal groove (41) , the second portion (201) of the a second sealing tongue (20) overlapping the first portion (230) of the downstream sealing tongue (23), the second portion (231) of said downstream sealing tongue overlapping the first sealing tongue (21) .
Description
Arrière-plan de l'inventionInvention background
L'invention concerne un ensemble d'anneau de turbine pour une turbomachine, lequel ensemble comprend une pluralité de secteurs d'anneau en une seule pièce en matériau composite à matrice céramique ou en matériau métallique et une structure de support d'anneau.The invention relates to a turbine ring assembly for a turbomachine, which assembly comprises a plurality of ring sectors in a single piece of composite material with ceramic matrix or metallic material and a ring support structure.
Le domaine d'application de l'invention est notamment celui des moteurs aéronautiques à turbine à gaz. L'invention est toutefois applicable à d'autres turbomachines, par exemple des turbines industrielles.The field of application of the invention is in particular that of aeronautical gas turbine engines. The invention is however applicable to other turbomachinery, for example industrial turbines.
Les matériaux composites à matrice céramique, ou CMC, sont connus pour leurs bonnes propriétés mécaniques qui les rendent aptes à constituer des éléments de structure, et pour leur capacité à conserver ces propriétés à des températures élevées. L'utilisation de CMC pour différentes parties chaudes de moteurs aéronautiques a déjà été envisagée, d'autant que les CMC ont une masse volumique inférieure à celle de métaux réfractaires traditionnellement utilisés.Composite materials with a ceramic matrix, or CMC, are known for their good mechanical properties which make them suitable for constituting structural elements, and for their ability to maintain these properties at high temperatures. The use of CMCs for different hot parts of aeronautical engines has already been envisaged, especially since CMCs have a density lower than that of refractory metals traditionally used.
Ainsi, la réalisation d'un ensemble d'anneau de turbine à partir de secteurs d'anneau en CMC est notamment décrite dans le document WO 2017/060604. Les secteurs d'anneau comportent une base annulaire dont la face interne définit la face interne de l'anneau de turbine et une face externe à partir de laquelle s'étendent deux parties formant pattes dont les extrémités sont engagées dans des logements d'une structure métallique de support d'anneau.Thus, the production of a turbine ring assembly from CMC ring sectors is described in particular in document WO 2017/060604. The ring sectors comprise an annular base, the internal face of which defines the internal face of the turbine ring and an external face from which extend two legs forming parts, the ends of which are engaged in housings of a structure. ring support metal.
L'utilisation de secteurs d'anneau en CMC permet de réduire significativement la ventilation nécessaire au refroidissement de l'anneau de turbine. Toutefois, l’étanchéité entre la veine d'écoulement gazeux du côté intérieur des secteurs d'anneau et le côté extérieur des secteurs d'anneau demeure un problème, et ce plus particulièrement lorsque les secteurs d'anneau présentent une forme de Pi (π) inversé.The use of CMC ring sectors makes it possible to significantly reduce the ventilation required for cooling the turbine ring. However, the seal between the gas flow stream on the inside of the ring sectors and the outside of the ring sectors remains a problem, especially when the ring sectors have the shape of Pi (π ) reversed.
Comme décrit dans le document WO 2017/060604, des languettes d'étanchéité sont disposées dans des rainures ménagées dans les faces des secteurs d'anneau adjacents afin d'établir une étanchéité entre les secteurs d'anneau. Afin d'éviter des fuites au niveau des parties jointives des languettes d'étanchéité entre deux rainures communicantes, des joints coudés sont en outre placés dans les portions de jonctions entre deux rainures. Ces joints coudés présentent des dimensions faibles, à savoir une longueur de quelques centimètres pour une épaisseur de l'ordre du millimètre. La fabrication et la mise en place de ces joints coudés dans les secteurs d'anneau sont délicates, ce qui augmentent le temps de fabrication d'un ensemble d'anneau de turbine.As described in document WO 2017/060604, sealing tongues are arranged in grooves made in the faces of the adjacent ring sectors in order to establish a seal between the ring sectors. In order to avoid leaks at the contiguous parts of the sealing tongues between two communicating grooves, elbow joints are also placed in the junction portions between two grooves. These elbow joints have small dimensions, namely a length of a few centimeters for a thickness of the order of a millimeter. The manufacture and installation of these elbow seals in the ring sectors are delicate, which increases the manufacturing time for a set of turbine rings.
La problématique d'étanchéité mentionnée ci-avant se pose également pour des secteurs d'anneau métalliques qui ne comportent pas de baignoire mais dont la fabrication en est grandement simplifiée de ce fait.The sealing problem mentioned above also arises for metal ring sectors which do not have a bathtub but whose manufacture is greatly simplified thereby.
Objet et résumé de l’inventionSubject and summary of the invention
L’invention vise à éviter de tels inconvénients et propose à cet effet un ensemble d’anneau pour turbine comprenant une pluralité de secteurs d’anneau adjacents formant un anneau de turbine s'étendant de manière circonférentielle autour d'une direction axiale, chaque secteur d’anneau ayant une première partie formant plateforme avec, suivant une direction radiale de l'anneau de turbine, une face interne définissant la face interne de l’anneau de turbine et une face externe à partir de laquelle s'étendent suivant la direction radiale une patte amont et une patte aval, chaque secteur d'anneau comprenant une première rainure présente dans la plateforme au voisinage de la face interne de ladite plateforme, une deuxième rainure présente dans la plateforme au voisinage de la face externe de ladite plateforme, la première et la deuxième rainures s'étendant suivant la direction axiale de l'anneau de turbine, une rainure amont s'étendant dans la patte amont et une rainure aval s'étendant dans la patte aval, ladite rainure amont débouchant dans la deuxième rainure, ladite rainure aval débouchant dans les première et deuxième rainures, une première languette d'étanchéité s'étendant dans la première rainure, caractérisé en ce que chaque secteur d'anneau comprend en outre :The invention aims to avoid such drawbacks and proposes for this purpose a turbine ring assembly comprising a plurality of adjacent ring sectors forming a turbine ring extending circumferentially around an axial direction, each sector ring having a first platform part with, in a radial direction of the turbine ring, an internal face defining the internal face of the turbine ring and an external face from which extend in the radial direction an upstream tab and a downstream tab, each ring sector comprising a first groove present in the platform in the vicinity of the internal face of said platform, a second groove present in the platform in the vicinity of the external face of said platform, the first and the second grooves extending in the axial direction of the turbine ring, an upstream groove extending in the upstream leg and a downstream groove extending into the downstream tab, said upstream groove opening into the second groove, said downstream groove opening into the first and second grooves, a first sealing tongue extending into the first groove, characterized in that each sector ring further includes:
- une languette d'étanchéité amont comprenant des première et deuxième portions continues formant un angle entre elles, la première portion s'étendant dans la rainure amont et la deuxième portion s'étendant partiellement dans la deuxième rainure,an upstream sealing tongue comprising first and second continuous portions forming an angle between them, the first portion extending in the upstream groove and the second portion extending partially in the second groove,
- une deuxième languette d'étanchéité horizontale comprenant des première et deuxième portions continues formant un angle entre elles, la première portion s'étendant dans la deuxième rainure et la deuxième portion s'étendant partiellement dans la rainure aval, la deuxième portion de la languette d'étanchéité amont chevauchant la première portion de ladite deuxième languette d'étanchéité,- a second horizontal sealing tongue comprising first and second continuous portions forming an angle between them, the first portion extending in the second groove and the second portion extending partially in the downstream groove, the second portion of the tongue upstream sealing overlapping the first portion of said second sealing tongue,
- une languette d'étanchéité aval comprenant des première et deuxième portions continues formant un angle entre elles, la première portion s'étendant dans la rainure aval et la deuxième portion s'étendant partiellement dans la première rainure, la deuxième portion de la deuxième languette d'étanchéité chevauchant la première portion de la languette d'étanchéité aval, la deuxième portion de ladite languette d'étanchéité aval chevauchant la première languette d'étanchéité.- A downstream sealing tongue comprising first and second continuous portions forming an angle between them, the first portion extending in the downstream groove and the second portion extending partially in the first groove, the second portion of the second tongue sealing overlapping the first portion of the downstream sealing tongue, the second portion of said downstream sealing tongue overlapping the first sealing tongue.
Avec des languettes d'étanchéité comportant deux portions continues formant un angle entre elles, il est possible d'empêcher les fuites à la jonction de deux rainures, et ce sans avoir à utiliser des joints coudés additionnels. Le montage des systèmes d'étanchéité inter-secteurs d'anneau est ainsi simplifié et le coût de production diminué. Le contrôle de la mise en place des languettes d'étanchéité est également simplifié car elles n'ont plus besoin de coopérer avec des joints coudés comme dans l'art antérieur.With sealing tabs having two continuous portions forming an angle between them, it is possible to prevent leaks at the junction of two grooves, without having to use additional elbow joints. The assembly of the inter-sector ring sealing systems is thus simplified and the production cost reduced. The control of the positioning of the sealing tongues is also simplified because they no longer need to cooperate with elbow joints as in the prior art.
Selon un aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, chacune des languettes d'étanchéité présente une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 1 mm.According to one aspect of the ring assembly of the invention, each of the sealing tabs has a thickness of between 0.1 mm and 1 mm.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, la deuxième portion de la languette d'étanchéité amont, la deuxième portion de la deuxième languette d'étanchéité et la deuxième portion de ladite languette d'étanchéité aval chevauchent respectivement la première portion de ladite deuxième languette d'étanchéité, la première portion de la languette d'étanchéité aval et la première languette d'étanchéité sur une distance comprise entre 2 mm et 10 mm. Cela permet de favoriser le plaquage des languettes.According to another aspect of the ring assembly of the invention, the second portion of the upstream sealing tongue, the second portion of the second sealing tongue and the second portion of said downstream sealing tongue overlap respectively the first portion of said second sealing tongue, the first portion of the downstream sealing tongue and the first sealing tongue over a distance of between 2 mm and 10 mm. This promotes the plating of the tabs.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, chacune des languettes est en un alliage base nickel, cobalt ou tungstène.According to another aspect of the ring assembly of the invention, each of the tabs is made of a nickel, cobalt or tungsten base alloy.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, chaque secteur d'anneau est en matériau métallique ou en matériau céramique à matrice composite.According to another aspect of the ring assembly of the invention, each ring sector is made of metallic material or ceramic material with a composite matrix.
L'invention a également pour objet un ensemble d'anneau pour turbine comprenant une pluralité de secteurs d'anneau adjacents formant un anneau de turbine s'étendant de manière circonférentielle autour d'une direction axiale, chaque secteur d'anneau ayant une première partie formant plateforme avec, suivant une direction radiale de l'anneau de turbine, une face interne définissant la face interne de l'anneau de turbine et une face externe à partir de laquelle s'étendent suivant la direction radiale une patte amont et une patte aval, chaque secteur d'anneau comprenant une première rainure présente dans la plateforme au voisinage de la face interne de ladite plateforme, une deuxième rainure présente dans la plateforme au voisinage de la face externe de ladite plateforme, la première et la deuxième rainures s'étendant suivant la direction axiale de l'anneau de turbine, une rainure amont s'étendant dans la patte amont et une rainure aval s'étendant dans la patte aval, ladite rainure amont débouchant dans la deuxième rainure, ladite rainure aval débouchant dans les première et deuxième rainures, une première languette d'étanchéité s'étendant dans la première rainure, caractérisé en ce que chaque secteur d'anneau comprend en outre :The invention also relates to a turbine ring assembly comprising a plurality of adjacent ring sectors forming a turbine ring extending circumferentially around an axial direction, each ring sector having a first part. forming a platform with, in a radial direction of the turbine ring, an internal face defining the internal face of the turbine ring and an external face from which extend in the radial direction an upstream tab and a downstream tab , each ring sector comprising a first groove present in the platform in the vicinity of the internal face of said platform, a second groove present in the platform in the vicinity of the external face of said platform, the first and second grooves extending in the axial direction of the turbine ring, an upstream groove extending in the upstream leg and a downstream groove extending in the downstream leg, ladi upstream groove opening into the second groove, said downstream groove opening into the first and second grooves, a first sealing tongue extending into the first groove, characterized in that each ring sector further comprises:
- une deuxième languette d'étanchéité comprenant des première, deuxième et troisième portions continues formant un angle entre elles, la première portion s'étendant dans la rainure amont, la deuxième portion s'étendant dans la deuxième rainure et la troisième portion s'étendant partiellement dans la rainure aval,a second sealing tongue comprising first, second and third continuous portions forming an angle between them, the first portion extending in the upstream groove, the second portion extending in the second groove and the third portion extending partially in the downstream groove,
- une troisième languette d'étanchéité comprenant des première et deuxième portions continues formant un angle entre elles, la première portion s'étendant dans la rainure aval et la deuxième portion s'étendant partiellement dans la première rainure, la troisième portion de la deuxième languette d'étanchéité chevauchant la première portion de la troisième languette d'étanchéité, la deuxième portion de ladite languette d'étanchéité aval chevauchant la première languette d'étanchéité, et en ce que la deuxième portion de la deuxième languette d'étanchéité présente des ondulations sur au moins une zone déterminée de manière former une partie ressort.a third sealing tongue comprising first and second continuous portions forming an angle between them, the first portion extending in the downstream groove and the second portion extending partially in the first groove, the third portion of the second tongue sealing overlapping the first portion of the third sealing tongue, the second portion of said downstream sealing tongue overlapping the first sealing tongue, and in that the second portion of the second sealing tongue has undulations on at least one area determined so as to form a spring part.
De même que pour l'ensemble d'anneau défini ci-avant, il est possible d'empêcher les fuites à la jonction des deux rainures, et ce sans avoir à utiliser des joints coudés additionnels, et ce ici avec seulement trois languettes d'étanchéité. Les ondulations présentes sur la deuxième portion de la deuxième languette d'étanchéité forment une partie ressort qui permet à la deuxième languette de se déformer sous l'effet de la différence de pression entre l'air présent en dehors de la veine d'écoulement et l'air présent dans la veine. Sous l'effet de cette différence de pression et grâce à la présence des ondulations, la deuxième portion située entre les première et troisième portions se déforme, permettant aux première et troisième portions de se plaquer correctement dans les rainures et d'assurer, par conséquent, une bonne étanchéité.As with the ring assembly defined above, it is possible to prevent leaks at the junction of the two grooves, and this without having to use additional elbow joints, and this here with only three tabs of seal. The undulations present on the second portion of the second sealing tongue form a spring part which allows the second tongue to deform under the effect of the pressure difference between the air present outside the flow vein and the air in the vein. Under the effect of this pressure difference and thanks to the presence of the corrugations, the second portion located between the first and third portions is deformed, allowing the first and third portions to be properly pressed into the grooves and therefore to ensure , good sealing.
Selon un aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, les première et troisième portions de la deuxième languette d'étanchéité forment entre elles un angle compris entre 20° et 140°. Cela permet d'améliorer le placage des première et troisième portions dans les rainures.According to one aspect of the ring assembly of the invention, the first and third portions of the second sealing tongue form between them an angle between 20 ° and 140 °. This improves the plating of the first and third portions in the grooves.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, la hauteur présente entre le sommet des ondulations de la deuxième portion de la deuxième languette d'étanchéité et le bord externe de la deuxième rainure horizontale est comprise entre 0,2 mm et 0,5 mm. En limitant ainsi le jeu entre les ondulations et la deuxième rainure, on réduit les déplacements et les vibrations de la deuxième languette.According to another aspect of the ring assembly of the invention, the height between the top of the corrugations of the second portion of the second sealing tongue and the outer edge of the second horizontal groove is between 0.2 mm and 0.5 mm. By thus limiting the play between the corrugations and the second groove, the displacements and the vibrations of the second tongue are reduced.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, le rayon de chaque ondulation présente sur la deuxième portion de la deuxième languette d'étanchéité est supérieur ou égal à 0,2 mm.According to another aspect of the ring assembly of the invention, the radius of each corrugation present on the second portion of the second sealing tongue is greater than or equal to 0.2 mm.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, chacune des languettes d'étanchéité présente une épaisseur comprise entre 0,1 mm et 1 mm.According to another aspect of the ring assembly of the invention, each of the sealing tabs has a thickness of between 0.1 mm and 1 mm.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, la troisième portion de la deuxième languette d'étanchéité et la deuxième portion de ladite languette d'étanchéité aval chevauchent respectivement la première portion de la troisième languette d'étanchéité et la première languette d'étanchéité sur une distance comprise entre 2 mm et 10 mm.According to another aspect of the ring assembly of the invention, the third portion of the second sealing tongue and the second portion of said downstream sealing tongue respectively overlap the first portion of the third sealing tongue and the first sealing tab over a distance between 2 mm and 10 mm.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, chacune des languettes est en un alliage base nickel, cobalt ou tungstène, en particulier.According to another aspect of the ring assembly of the invention, each of the tongues is made of a nickel, cobalt or tungsten base alloy, in particular.
Selon un autre aspect de l'ensemble d'anneau de l'invention, chaque secteur d'anneau est en matériau métallique ou en matériau céramique à matrice composite.According to another aspect of the ring assembly of the invention, each ring sector is made of metallic material or ceramic material with a composite matrix.
Brève description des dessins.Brief description of the drawings.
L'invention sera mieux comprise à la lecture faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :The invention will be better understood on reading the following, for information but not limitation, with reference to the accompanying drawings in which:
- la figure 1 est une vue en demi-coupe radiale montrant un mode de réalisation d'un ensemble d'anneau de turbine selon l'invention ;- Figure 1 is a view in radial half-section showing an embodiment of a turbine ring assembly according to the invention;
- les figures 2A et 2B sont des vues schématiques partielles en perspective montrant le positionnement de languettes d'étanchéité dans un secteur d'anneau de l'ensemble d'anneau de turbine de la figure 1 ;- Figures 2A and 2B are partial schematic perspective views showing the positioning of sealing tongues in a ring sector of the turbine ring assembly of Figure 1;
- la figure 3 est une vue en demi-coupe radiale montrant un autre mode de réalisation d'un ensemble d'anneau de turbine selon l'invention ;- Figure 3 is a radial half-section view showing another embodiment of a turbine ring assembly according to the invention;
- les figures 4A et 4B sont des vues schématiques partielles en perspective montrant le positionnement de languettes d'étanchéité dans un secteur d'anneau de l'ensemble d'anneau de turbine de la figure 3.FIGS. 4A and 4B are partial schematic perspective views showing the positioning of sealing tongues in a ring sector of the turbine ring assembly of FIG. 3.
Description détaillée de modes de réalisationDetailed description of embodiments
La figure 1 montre un ensemble d'anneau pour turbine haute pression comprenant un anneau de turbine 1, ici en matériau composite à matrice céramique (CMC) comprenant une pluralité de secteurs d'anneau adjacents ayant chacun une plateforme 12, une patte amont 14 et une patte aval 16 qui s'étendent chacune radialement en saillie vers l'extérieur de la plateforme. Dans l'exemple décrit ici l'anneau de turbine 1 entoure un ensemble de pales rotatives 5. Toutefois, l'ensemble d'anneau de l'invention peut également être formé par d'autres ensembles d'anneau pour turbine comme par exemple un ensemble d'anneau pour turbine comprenant des aubes fixes de secteurs de distributeur de turbine à gaz, Dans ce cas la plateforme est une plateforme d'un distributeur et les pattes amont et aval 14, 16 peuvent porter des moyens d'étanchéité et/ou des moyens de fixation afin de venir en contact étanche avec le carter. Dans chaque cas, Panneau de turbine 1 est formé d'une pluralité de secteurs d'anneau adjacents 10, la figure 1 étant une vue en coupe radiale selon un plan passant entre deux secteurs d'anneaux contigus. La flèche Da indique la direction axiale par rapport à l'anneau de turbine 1 tandis que la flèche Dr indique la direction radiale par rapport à l'anneau de turbine 1.FIG. 1 shows a ring assembly for a high pressure turbine comprising a turbine ring 1, here made of ceramic matrix composite material (CMC) comprising a plurality of adjacent ring sectors each having a platform 12, an upstream tab 14 and a downstream tab 16 which each extend radially projecting towards the outside of the platform. In the example described here the turbine ring 1 surrounds a set of rotary blades 5. However, the ring assembly of the invention can also be formed by other sets of turbine rings such as for example a turbine ring assembly comprising fixed blades of gas turbine distributor sectors, in this case the platform is a distributor platform and the upstream and downstream legs 14, 16 can carry sealing means and / or fixing means in order to come into tight contact with the casing. In each case, Turbine panel 1 is formed from a plurality of adjacent ring sectors 10, FIG. 1 being a view in radial section along a plane passing between two contiguous ring sectors. The arrow Da indicates the axial direction relative to the turbine ring 1 while the arrow Dr indicates the radial direction relative to the turbine ring 1.
Chaque secteur d'anneau 10 a une section sensiblement en forme de Pi (π) inversé avec une base annulaire ou plateforme 12 dont la face interne peut-être revêtue d'une couche de matériau abradable et/ou d'une barrière thermique (non représentée sur la figure 1) définit la veine d'écoulement de flux gazeux dans la turbine. Des pattes amont et aval 14, 16 s'étendent à partir de la face externe de la plateforme 12 dans la direction radiale Dr. Les termes amont et aval sont utilisés ici en référence au sens d'écoulement du flux gazeux dans la turbine (flèche F).Each ring sector 10 has a section substantially in the form of an inverted Pi (π) with an annular base or platform 12, the internal face of which may be coated with a layer of abradable material and / or a thermal barrier (not shown in Figure 1) defines the flow stream of gas flow in the turbine. Upstream and downstream legs 14, 16 extend from the external face of the platform 12 in the radial direction Dr. The terms upstream and downstream are used here with reference to the direction of flow of the gas flow in the turbine (arrow F).
La structure de support d'anneau 3 qui est solidaire d'un carter de turbine 30 comprend une bride radiale amont annulaire 32 comportant une lèvre 34 sur sa face en regard des pattes amont 14 des secteurs d'anneau 10, la lèvre 34 étant en appui sur la face externe 14a des pattes amont 14. Du côté aval, la structure de support d'anneau comprend une bride radiale aval annulaire 36 comportant une lèvre 38 sur sa face en regard des pattes aval 16 des secteurs d'anneau 10, la lèvre 38 tant en appui sur la face externe 16a des pattes aval 16.The ring support structure 3 which is integral with a turbine casing 30 comprises an upstream annular radial flange 32 comprising a lip 34 on its face opposite the upstream tabs 14 of the ring sectors 10, the lip 34 being in bearing on the external face 14a of the upstream legs 14. On the downstream side, the ring support structure comprises an annular downstream radial flange 36 comprising a lip 38 on its face opposite the downstream legs 16 of the ring sectors 10, the lip 38 both supported on the external face 16a of the downstream legs 16.
Les pattes 14 et 16 de chaque secteur d'anneau 10 sont montées entre les brides annulaires 32 et 36 et maintenus entre celles-ci par des pions de blocage. Plus précisément et comme illustré sur la figure 1, des pions 50 sont engagés à la fois dans la bride radiale amont annulaire 32 de la structure de support d'anneau 3 et dans les pattes amont 14 des secteurs d'anneau 10. A cet effet, les pions 50 traversent chacun respectivement un orifice 33 ménagé dans la bride radiale amont annulaire 32 et un orifice 15 ménagé dans chaque patte amont 14, les orifices 33 et 15 étant alignés lors du montage des secteurs d'anneau 10 sur la structure de support d'anneau 3. De même, des pions 51 sont engagés à la fois dans la bride radiale aval annulaire 36 de la structure de support d'anneau 3 et dans les pattes aval 16 des secteurs d'anneau 10. A cet effet, les pions 51 traversent chacun respectivement un orifice 37 ménagé dans la bride radiale aval annulaire 36 et un orifice 17 ménagé chaque patte aval 16, les orifices 37 et 17 étant alignés lors du montage des secteurs d'anneau 10 sur la structure de support d'anneau 3.The lugs 14 and 16 of each ring sector 10 are mounted between the annular flanges 32 and 36 and held therebetween by blocking pins. More precisely and as illustrated in FIG. 1, pins 50 are engaged both in the upstream annular radial flange 32 of the ring support structure 3 and in the upstream tabs 14 of the ring sectors 10. For this purpose , the pins 50 each pass respectively through an orifice 33 formed in the upstream annular radial flange 32 and an orifice 15 formed in each upstream tab 14, the orifices 33 and 15 being aligned when the ring sectors 10 are mounted on the support structure ring 3. Similarly, pins 51 are engaged both in the annular downstream radial flange 36 of the ring support structure 3 and in the downstream lugs 16 of the ring sectors 10. For this purpose, the pins 51 each pass respectively through an orifice 37 formed in the annular downstream radial flange 36 and an orifice 17 formed by each downstream tab 16, the orifices 37 and 17 being aligned when the ring sectors 10 are mounted on the ring support structure 3.
Conformément à l'invention, l'étanchéité de l'anneau est assurée par des languettes d'étanchéité. Plus précisément, comme représenté sur les figures 1, 2A et 2B, chaque secteur d'anneau 10 est muni d'une première languette d'étanchéité 21 qui s'étend ici horizontalement sur presque toute la longueur de la plateformel2, d'une deuxième languette d'étanchéité 20 disposée au-dessus de la première languette horizontale la direction radiale Dr et qui s'étend ici horizontalement sur une partie de la longueur de la plateformel2, d'une languette d'étanchéité amont 22 qui s'étend principalement le long de la patte amont 14 et d'une languette d'étanchéité aval 23 qui s'étend principalement le long de la patte aval 16.According to the invention, the seal of the ring is ensured by sealing tongues. More specifically, as shown in FIGS. 1, 2A and 2B, each ring sector 10 is provided with a first sealing tongue 21 which here extends horizontally over almost the entire length of the platform 2, a second sealing tongue 20 disposed above the first horizontal tongue in the radial direction Dr and which here extends horizontally over a part of the length of the platform 2, of an upstream sealing tongue 22 which mainly extends the along the upstream tab 14 and a downstream sealing tongue 23 which extends mainly along the downstream tab 16.
Chaque languette d'étanchéité est logée dans des rainures se faisant face dans les bords en regard de deux secteurs d'anneau voisins. A cet effet, chaque secteur d'anneau 10 comporte une première rainure 41 qui s'étend ici horizontalement dans la plateforme 12 au voisinage de la face interne 12a de celle-ci, une deuxième rainure 40 qui s'étend ici horizontalement dans la plateformel2 au voisinage de la face externe 12b de celle-ci et au-dessus de la rainure 41 suivant la direction radiale Dr, une rainure amont 42 ménagée dans la patte amont 14 et une rainure aval 43 ménagée dans la patte aval. La deuxième rainure 40 débouche d'un côté dans la partie radialement interne de la rainure amont 42 et de l'autre côté dans la partie radialement interne de la rainure aval 43. La rainure aval 43 débouche en outre dans la première rainure 41.Each sealing tongue is housed in grooves facing each other at the edges opposite two neighboring ring sectors. To this end, each ring sector 10 has a first groove 41 which here extends horizontally in the platform 12 in the vicinity of the internal face 12a thereof, a second groove 40 which here extends horizontally in the platform 2 in the vicinity of the external face 12b thereof and above the groove 41 in the radial direction Dr, an upstream groove 42 formed in the upstream tab 14 and a downstream groove 43 formed in the downstream tab. The second groove 40 opens out on one side into the radially internal part of the upstream groove 42 and on the other side into the radially internal part of the downstream groove 43. The downstream groove 43 also opens out into the first groove 41.
Conformément à l'invention, la languette d'étanchéité amont 22 comprend des première et deuxième portions continues 220 et 221 formant un angle entre elles, la première portion 220 s'étendant dans la rainure amont 42 et la deuxième portion 221 s'étendant partiellement dans la deuxième rainure 40. La deuxième languette d'étanchéité 20 comprend des première et deuxième portions continues 200 et 201 formant un angle entre elles, la première portion 200 s'étendant dans la deuxième rainure 40 et la deuxième portion 201 s'étendant partiellement dans la rainure aval 23, la deuxième portion 221 de la languette d'étanchéité amont 22 chevauchant la première portion 200 de la deuxième languette d'étanchéité 20. La languette d'étanchéité aval 23 comprend des première et deuxième portions continues 230 et 231 formant un angle entre elles, la première portion 230 s'étendant dans la rainure aval 43 et la deuxième portion 231 s'étendant partiellement dans la première rainure 41. La deuxième portion 201 de la deuxième languette d'étanchéité 20 chevauche la première portion 230 de la languette d'étanchéité aval 23 tandis que la deuxième portion 231 de la languette d'étanchéité aval 23 chevauche la première languette d'étanchéité 21.According to the invention, the upstream sealing tongue 22 comprises first and second continuous portions 220 and 221 forming an angle between them, the first portion 220 extending in the upstream groove 42 and the second portion 221 extending partially in the second groove 40. The second sealing tongue 20 comprises first and second continuous portions 200 and 201 forming an angle between them, the first portion 200 extending in the second groove 40 and the second portion 201 extending partially in the downstream groove 23, the second portion 221 of the upstream sealing tongue 22 overlapping the first portion 200 of the second sealing tongue 20. The downstream sealing tongue 23 comprises first and second continuous portions 230 and 231 forming an angle between them, the first portion 230 extending in the downstream groove 43 and the second portion 231 extending partially in the pr first groove 41. The second portion 201 of the second sealing tongue 20 overlaps the first portion 230 of the downstream sealing tongue 23 while the second portion 231 of the downstream sealing tongue 23 overlaps the first sealing tongue 21.
Les figures 1, 2A et 2B illustrent un seul secteur d'anneau 10 dans lequel les languettes 20, 21, 22 et 23 sont partiellement introduites respectivement dans les rainures 40, 41, 42 et 43. La partie des languettes 20, 21, 22 et 23 dépassant du secteur d'anneau 10 (figure 2B) sont introduites dans des rainures correspondantes ménagées dans le secteur d'anneau voisin (non représenté sur les figures 1, 2A et 2B).Figures 1, 2A and 2B illustrate a single ring sector 10 in which the tongues 20, 21, 22 and 23 are partially introduced respectively in the grooves 40, 41, 42 and 43. The part of the tongues 20, 21, 22 and 23 protruding from the ring sector 10 (FIG. 2B) are introduced into corresponding grooves made in the neighboring ring sector (not shown in FIGS. 1, 2A and 2B).
Les languettes d'étanchéité présentent des dimensions très réduites. En effet, les languettes d'étanchéité destinées à être placées entre des secteurs d'anneau de turbine présentent en général une épaisseur d'environ 0,1 mm à 1 mm. Les languettes 20, 22 et 23 sont réalisées de préférence par fabrication additive qui permet de former directement des languettes d'étanchéité de très faibles dimensions avec deux portions continues formant un angle. La conformation, par exemple par pliage, de languettes en matériau métallique initialement plates et présentant de très faibles dimensions s'avère délicate, en particulier en ce qui concerne le contrôle de l'angle présent entre les deux portions continues d'une languette. A titre d'exemple, une languette d'étanchéité peut présenter une épaisseur comprise environ entre 0,1 mm et 1 mm, et comporter deux portions continues formant entre elles un angle de 60° à 170°Les languettes d'étanchéité peuvent être notamment réalisées par fabrication additive ou par fabrication MIM (Moulage par Injection de Métal) en un alliage base de cobalt, de cobalt ou de tungstène.The sealing tabs have very small dimensions. In fact, the sealing tabs intended to be placed between sectors of the turbine ring generally have a thickness of approximately 0.1 mm to 1 mm. The tongues 20, 22 and 23 are preferably produced by additive manufacturing which makes it possible to directly form sealing tongues of very small dimensions with two continuous portions forming an angle. Conformation, for example by folding, of tongues made of initially flat metallic material and having very small dimensions proves to be difficult, in particular as regards controlling the angle present between the two continuous portions of a tongue. By way of example, a sealing tongue may have a thickness of between approximately 0.1 mm and 1 mm, and comprise two continuous portions forming between them an angle of 60 ° to 170 °. The sealing tongues may be in particular produced by additive manufacturing or by MIM (Metal Injection Molding) manufacturing in a cobalt, cobalt or tungsten based alloy.
Les languettes d'étanchéité 20, 21, 22 et 23 peuvent être réalisées en matériau métallique et sont de préférence montées avec un jeu à froid dans les rainures 40, 41, 42 et 43 afin d'assurer la fonction d'étanchéité aux températures rencontrées en service. A titre d'exemples non limitatifs, les languettes d'étanchéité peuvent être réalisées en alliage base nickel, cobalt ou tungstène=The sealing tongues 20, 21, 22 and 23 can be made of metallic material and are preferably mounted with a cold clearance in the grooves 40, 41, 42 and 43 in order to ensure the sealing function at the temperatures encountered. in service. By way of nonlimiting examples, the sealing tongues can be made of a nickel, cobalt or tungsten base alloy =
Comme indiqué ci-avant, la deuxième portion 221, qui se prolonge angulairement depuis la première portion 220 de la languette d'étanchéité amont 22, chevauche la première portion 200 de la deuxième languette d'étanchéité 20. De même, la deuxième portion 201, qui se prolonge angulairement depuis la première portion 200 de la deuxième languette d'étanchéité 20, chevauche la première portion 230 de la languette d'étanchéité aval 23. De même encore, la deuxième portion 231, qui se prolonge angulairement depuis la première portion 230 de la languette d'étanchéité aval 23, chevauche la première languette d'étanchéité 21.As indicated above, the second portion 221, which extends angularly from the first portion 220 of the upstream sealing tongue 22, overlaps the first portion 200 of the second sealing tongue 20. Likewise, the second portion 201 , which extends angularly from the first portion 200 of the second sealing tongue 20, overlaps the first portion 230 of the downstream sealing tongue 23. Similarly, the second portion 231, which extends angularly from the first portion 230 of the downstream sealing tongue 23, overlaps the first sealing tongue 21.
L'utilisation de languettes d'étanchéité comportant, en outre d'une première portion principale, une deuxième portion continue avec la première portion qui chevauche la languette d'étanchéité adjacente, il est possible de boucher les fuites qui peuvent se produire au niveau des portions de jonction entre les languettes d'étanchéité, c'est-à-dire au niveau des jonctions entre les rainures, et ce sans avoir à utiliser de joins ou éléments d'étanchéité coudés comme dans l'art antérieur. Dans l'exemple décrit ici :The use of sealing tabs comprising, in addition to a first main portion, a second continuous portion with the first portion which overlaps the adjacent sealing tab, it is possible to plug the leaks which may occur at the junction portions between the sealing tongues, that is to say at the junctions between the grooves, without having to use elbows or sealing elements as in the prior art. In the example described here:
- la deuxième portion 221 de la languette d'étanchéité amont 22 qui chevauche la première portion 200 de la deuxième languette d'étanchéité 20 empêche les fuites au niveau de la jonction entre les languettes 22 et 20 et des rainures 42 et 40 ;- The second portion 221 of the upstream sealing tongue 22 which overlaps the first portion 200 of the second sealing tongue 20 prevents leaks at the junction between the tongues 22 and 20 and grooves 42 and 40;
- la deuxième portion 201 de la deuxième languette d'étanchéité 20 qui chevauche la première portion 230 de la languette d'étanchéité aval 23 empêche les fuites au niveau de la jonction entre les languettes 20 et 23 et des rainures 40 et 43 ;- The second portion 201 of the second sealing tongue 20 which overlaps the first portion 230 of the downstream sealing tongue 23 prevents leaks at the junction between the tongues 20 and 23 and grooves 40 and 43;
- la deuxième portion 231 de la languette d'étanchéité aval 23 qui chevauche la première languette d'étanchéité 21 empêche les fuites au niveau de la jonction entre les languettes 23 et 21 et des rainures 43 et 41.the second portion 231 of the downstream sealing tongue 23 which overlaps the first sealing tongue 21 prevents leaks at the junction between the tongues 23 and 21 and grooves 43 and 41.
En outre, avec deux languettes d'étanchéité superposées dans la direction radiale Dr dans la plateforme, on réalise une double étanchéité au niveau de la base de l'anneau qui renforce l'étanchéité inter-secteur dans l'anneau tout en assurant une redirection de l'air circulant du côté externe de l'anneau vers l'amont, c'est-à-dire dans la roue mobile formées par les pales rotatives à l'intérieur de l'anneau. Concernant la première rainure 41, celle-ci est réalisée de préférence au plus près de la face interne 12a de la plateforme 12 du secteur d'anneau afin que la première languette d'étanchéité 21 se trouve au plus près de la veine. On réduit ainsi le jeu inter-secteur et son impact sur le sommet des aubes.In addition, with two sealing tabs superimposed in the radial direction Dr in the platform, a double seal is produced at the base of the ring which reinforces the inter-sector seal in the ring while ensuring redirection air flowing from the outer side of the ring upstream, that is to say in the movable wheel formed by the rotary blades inside the ring. As regards the first groove 41, this is preferably made as close as possible to the internal face 12a of the platform 12 of the ring sector so that the first sealing tongue 21 is located as close as possible to the vein. This reduces the inter-sectoral play and its impact on the tips of the blades.
La figure 3 illustre un ensemble d'anneau pour turbine selon un autre mode de réalisation de l'invention qui diffère principalement du mode de réalisation décrit ci-avant en relation avec les figures 1, 2A et 2B en ce qu'on utilise seulement trois languettes d'étanchéité au lieu de quatre. Dans l'ensemble d'anneau de la figure 3, la structure métallique de support d’anneau est identique à la structure métallique de support d'anneau 3 décrite précédemment en relation avec les figures 1, 2A et 2B et ne sera pas décrite à nouveau par souci de simplification.Figure 3 illustrates a turbine ring assembly according to another embodiment of the invention which mainly differs from the embodiment described above in relation to Figures 1, 2A and 2B in that only three are used sealing tabs instead of four. In the ring assembly of FIG. 3, the metal ring support structure is identical to the metal ring support structure 3 described previously in relation to FIGS. 1, 2A and 2B and will not be described in new for the sake of simplification.
Plus précisément, comme représenté sur les figures 3, 4A et 4B, chaque secteur d'anneau 100 constituant un anneau de turbine 11 est muni d'une première languette d'étanchéité 121 qui s'étend sur presque toute la longueur de la base annulaire ou plateforme 112, d'une deuxième languette d'étanchéité 120 qui s'étend principalement à la fois dans la patte amont 114 et la plateformell2 de chaque secteur d'anneau 100 audessus de la première languette 121 dans la direction radiale Dr et une troisième languette d'étanchéité 123 qui s'étend principalement le long de la patte aval 116.More specifically, as shown in Figures 3, 4A and 4B, each ring sector 100 constituting a turbine ring 11 is provided with a first sealing tongue 121 which extends over almost the entire length of the annular base or platform 112, a second sealing tongue 120 which mainly extends both in the upstream tab 114 and the platform 2 of each ring sector 100 above the first tongue 121 in the radial direction Dr and a third sealing tongue 123 which extends mainly along the downstream tab 116.
Chaque languette d'étanchéité est logée dans des rainures se faisant face dans les bords en regard de deux secteurs d'anneau voisins. A cet effet, chaque secteur d'anneau 100 comporte une première rainureEach sealing tongue is housed in grooves facing each other at the edges opposite two neighboring ring sectors. To this end, each ring sector 100 has a first groove
141 s'étendant ici horizontalement dans la plateformell2 au voisinage de la face interne 112a de celle-ci, une deuxième rainure 140 s'étendant ici horizontalement dans la plateformell2 au voisinage de la face externe 112b de celle-ci et au-dessus de la rainure 141 suivant la direction radiale Dr, une rainure amont 142 ménagée dans la patte amont 114 et une rainure aval 143 ménagée dans la patte aval. La deuxième rainure 140 débouche d'un côté dans la partie radialement interne de la rainure amont141 extending here horizontally in the platformell2 in the vicinity of the internal face 112a thereof, a second groove 140 extending here horizontally in the platformell2 in the vicinity of the external face 112b thereof and above the groove 141 in the radial direction Dr, an upstream groove 142 formed in the upstream tab 114 and a downstream groove 143 formed in the downstream tab. The second groove 140 opens on one side into the radially internal part of the upstream groove
142 et de l'autre côté dans la partie radialement interne de la rainure aval 143. La rainure aval 143 débouche en outre dans la première rainure 141. Les rainures 140, 141, 142 et 143 présentent des dimensions similaires à celles des rainures 40, 41, 42 et 43 décrites précédemment.142 and on the other side in the radially internal part of the downstream groove 143. The downstream groove 143 also opens into the first groove 141. The grooves 140, 141, 142 and 143 have dimensions similar to those of the grooves 40, 41, 42 and 43 described above.
Conformément à l'invention, la deuxième languette d'étanchéité 120 comprend des première, deuxième et troisième portions continues 1220, 1221 et 1222 formant un angle entre elles, la première portion 1220 s'étendant dans la rainure amont 142, la deuxième portion 1221 s'étendant dans la deuxième rainure 140 et la troisième portion 1222 s'étendant partiellement dans la rainure aval 143. La troisième languette d'étanchéité 123 comprend des première et deuxième portions continuesAccording to the invention, the second sealing tongue 120 comprises first, second and third continuous portions 1220, 1221 and 1222 forming an angle between them, the first portion 1220 extending in the upstream groove 142, the second portion 1221 extending in the second groove 140 and the third portion 1222 extending partially in the downstream groove 143. The third sealing tongue 123 comprises first and second continuous portions
1230 et 1231 formant un angle entre elles, la première portion 1230 s'étendant dans la rainure aval 143 et la deuxième portion 1231 s'étendant partiellement dans la première rainure 141. La troisième portion 1222 de la deuxième languette d'étanchéité 120 chevauche la première portion 1230 de la troisième languette d'étanchéité 123 tandis que la deuxième portion 1231 de la troisième languette d'étanchéité 123 chevauche la première languette d'étanchéité 121. Les figures 3, 4A et 4B illustrent un seul secteur d'anneau 100 dans lequel les languettes 120, 121 et 123 sont partiellement introduites respectivement dans les rainures 140, 141, 142 et 143. La partie des languettes 120, 121 et 123 dépassant du secteur d'anneau 10 (figure 4B) sont introduites dans des rainures correspondantes ménagées dans le secteur d'anneau voisin (non représenté sur les figures 3, 4A et 4B). Les languettes d'étanchéité présentent des dimensions très réduites. En effet, les languettes d'étanchéité destinées à être placées entre des secteurs d'anneau de turbine présentent en général une épaisseur comprise environ entre 0,1 mm et 1 mm. Les languettes 120 et 123 sont réalisées de préférence par fabrication additive qui permet de former directement des languettes d'étanchéité de très faibles dimensions avec deux portions continues formant un angle. La conformation, par exemple par pliage, de languettes en matériau métallique initialement plates et présentant de très faibles dimensions s'avère délicate, en particulier en ce qui concerne le contrôle de l'angle présent entre les deux portions continues d'une languette. A titre d'exemple, une languette d'étanchéité peut présenter une épaisseur comprise entre environ 0,1 mm à 1 mm, une largeur d'environ 2 mm à 10 mm et une longueur comprise entre 10 mm et 50 mm et comporter deux portions continues formant entre elles un angle de 90° à 170°. Les languettes peuvent être réalisées par fabrication additive ou par fabrication MIM (Moulage par Injection de Métal) en alliage base nickel, cobalt ou tungstène.1230 and 1231 forming an angle between them, the first portion 1230 extending in the downstream groove 143 and the second portion 1231 extending partially in the first groove 141. The third portion 1222 of the second sealing tongue 120 overlaps the first portion 1230 of the third sealing tongue 123 while the second portion 1231 of the third sealing tongue 123 overlaps the first sealing tongue 121. FIGS. 3, 4A and 4B illustrate a single ring sector 100 in which the tongues 120, 121 and 123 are partially introduced respectively in the grooves 140, 141, 142 and 143. The part of the tongues 120, 121 and 123 projecting from the ring sector 10 (FIG. 4B) are introduced into corresponding grooves formed in the neighboring ring sector (not shown in FIGS. 3, 4A and 4B). The sealing tabs have very small dimensions. Indeed, the sealing tongues intended to be placed between sectors of the turbine ring generally have a thickness of between approximately 0.1 mm and 1 mm. The tongues 120 and 123 are preferably produced by additive manufacturing which makes it possible to directly form sealing tongues of very small dimensions with two continuous portions forming an angle. Conformation, for example by folding, of tongues made of initially flat metallic material and having very small dimensions proves to be difficult, in particular as regards controlling the angle present between the two continuous portions of a tongue. For example, a sealing tab may have a thickness of between approximately 0.1 mm to 1 mm, a width of approximately 2 mm to 10 mm and a length of between 10 mm and 50 mm and have two portions continuous forming between them an angle of 90 ° to 170 °. The tabs can be produced by additive manufacturing or by MIM (Metal Injection Molding) manufacturing in nickel, cobalt or tungsten based alloy.
Les languettes d'étanchéité 120, 121 et 123 peuvent être réalisées en matériau métallique et sont de préférence montées avec un jeu à froid dans les rainures 140,141,142 et 143 afin d'assurer la fonction d'étanchéité aux températures rencontrées en service. A titre d'exemples non limitatifs, les languettes d'étanchéité peuvent être réalisées en alliage base cobalt, en matériau métallique haute performance (point de fusion élevé), en molybdène ou en tungstène Ces matériaux peuvent être obtenus en fabrication additive de type MIM.The sealing tongues 120, 121 and 123 can be made of metallic material and are preferably mounted with a cold clearance in the grooves 140, 141, 142 and 143 in order to ensure the sealing function at the temperatures encountered in service. By way of nonlimiting examples, the sealing tongues can be made of a cobalt base alloy, of high performance metallic material (high melting point), of molybdenum or of tungsten. These materials can be obtained in additive manufacturing of MIM type.
Comme indiqué ci-avant, la troisième portion 1222, qui se prolonge angulairement depuis la deuxième portion 1221 de la deuxième languette d'étanchéité 120, chevauche la première portion 1230 de la troisième languette d'étanchéité 123. De même, la deuxième portion 1231, qui se prolonge angulairement depuis la première portion 1230 de la troisième languette d'étanchéité 123, chevauche la première languette d'étanchéité 121.As indicated above, the third portion 1222, which extends angularly from the second portion 1221 of the second sealing tongue 120, overlaps the first portion 1230 of the third sealing tongue 123. Likewise, the second portion 1231 , which extends angularly from the first portion 1230 of the third sealing tongue 123, overlaps the first sealing tongue 121.
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, la deuxième portion 1221 de la deuxième languette d'étanchéité 120 comporte des ondulations 1225 qui sont présentes au voisinage du milieu de la deuxième portion 1221 et qui s'étendent dans la direction axiale Da de l'anneau sur une zone Zr de longueur déterminée. Les ondulations 1225 forment une partie ressort qui permet à la deuxième languette 120 de se déformer sous l'effet de la pression. Plus précisément, en fonctionnement, la pression PI de l'air présent en dehors de la veine d'écoulement est supérieure à la pression P2 de l'air présent dans la veine. Sous l'effet de cette différence de pression et grâce à la présence des ondulations 1225, la deuxième portion 1221 située entre les première et troisième portions obliques 1220 et 1222 se déforme. En se déformant ainsi, la deuxième portion permet 1221 aux première et troisième portions 1220 et 1221 de se plaquer correctement dans les rainures 142 et 143 respectivement et d'assurer, par conséquent, une bonne étanchéité.In the embodiment described here, the second portion 1221 of the second sealing tongue 120 has corrugations 1225 which are present in the vicinity of the middle of the second portion 1221 and which extend in the axial direction Da of the ring over an area Zr of determined length. The undulations 1225 form a spring part which allows the second tongue 120 to deform under the effect of the pressure. More specifically, in operation, the pressure P 1 of the air present outside the flow stream is greater than the pressure P 2 of the air present in the stream. Under the effect of this pressure difference and thanks to the presence of the corrugations 1225, the second portion 1221 situated between the first and third oblique portions 1220 and 1222 is deformed. By deforming in this way, the second portion allows 1221 the first and third portions 1220 and 1221 to be properly pressed into the grooves 142 and 143 respectively and therefore to ensure good sealing.
Les ondulations 1225 peuvent être dimensionnées afin de limiter les phénomènes d'ondulations. En effet, la vibration et le déplacement de la deuxième languette d'étanchéité 120 peuvent être limités en minimisant le jeu entre les ondulation et la rainure 140, à savoir en ajustant la hauteur Hj présente entre le sommet des ondulations 1225 et le bord radialement externe 140a de la rainure 140 (figure 3). La hauteur Hj est dans ce cas comprise entre 0,2 mm et 0,5 mm.The undulations 1225 can be dimensioned in order to limit the phenomena of undulations. Indeed, the vibration and the displacement of the second sealing tongue 120 can be limited by minimizing the play between the corrugations and the groove 140, namely by adjusting the height Hj present between the top of the corrugations 1225 and the radially outer edge 140a of groove 140 (Figure 3). The height Hj is in this case between 0.2 mm and 0.5 mm.
Dans l'exemple décrit ici, la deuxième portion 1221 comporte trois ondulations 1225 sur une zone déterminée de celle-ci. Toutefois, la deuxième portion peut également comprendre un nombre d'ondulations plus importantes et/ou des ondulations présentent sur plusieurs zones déterminées.In the example described here, the second portion 1221 has three undulations 1225 on a determined area thereof. However, the second portion may also include a greater number of undulations and / or undulations present on several determined zones.
En outre, l'angle β formé entre la première portion 1220 et la troisième portion 1222 de la deuxième languette 120 est de préférence compris entre 20° et 140° afin de faciliter le plaquage de ces portion dans la rainure 142, d'une part et contre la première portion 1230 de la troisième languette 123, d'autre part (figure 3).In addition, the angle β formed between the first portion 1220 and the third portion 1222 of the second tongue 120 is preferably between 20 ° and 140 ° in order to facilitate the plating of these portion in the groove 142, on the one hand and against the first portion 1230 of the third tongue 123, on the other hand (Figure 3).
La fabrication additive telle que décrite ci-avant est préférée pour la réalisation de la deuxième languette d'étanchéité 120. En effet, les rayons de courbure des ondulations 1225 présentes sur la deuxième portion 1221 étant faibles, il serait difficile de les réaliser par pliage de tôle. La maîtrise des rayons de courbure des ondulations permet, d'une part, d'éviter d'avoir des arêtes vives sur le haut et le bas des ondulations qui pourraient endommager la rainure et engendrer des fuites et d'assurer une certaine souplesse des ondulations, d'autre part. Le rayon des ondulations est de référence supérieur ou égal à 0,2 mm.Additive manufacturing as described above is preferred for the production of the second sealing tongue 120. In fact, the radii of curvature of the corrugations 1225 present on the second portion 1221 being small, it would be difficult to produce them by folding of sheet metal. The control of the radii of curvature of the corrugations makes it possible, on the one hand, to avoid having sharp edges on the top and the bottom of the corrugations which could damage the groove and generate leaks and ensure a certain flexibility of the corrugations , on the other hand. The radius of the corrugations is of reference greater than or equal to 0.2 mm.
L'utilisation des languettes d'étanchéité décrits ci-avant, c'est-àdire comportant, en outre d'une première portion principale, une deuxième portion continue avec la première portion qui chevauche la languette d'étanchéité adjacente, il est possible de boucher les fuites qui peuvent se produire au niveau des portions de jonction entre les languettes d'étanchéité, c'est-à-dire au niveau des jonctions entre les rainures, et ce sans avoir à utiliser de joins ou éléments d'étanchéité coudés comme dans l'art antérieur. Dans l'exemple décrit ici :The use of the sealing tabs described above, that is to say comprising, in addition to a first main portion, a second continuous portion with the first portion which overlaps the adjacent sealing tab, it is possible to plug leaks that may occur at the junction portions between the sealing tabs, that is to say at the junctions between the grooves, without having to use elbow joints or sealing elements as in the prior art. In the example described here:
- la deuxième portion 221 de la languette d'étanchéité amont 22 qui chevauche la première portion 200 de la deuxième languette d'étanchéité 20 empêche les fuites au niveau de la jonction entre les languettes 22 et 20 et des rainures 42 et 40 ;- The second portion 221 of the upstream sealing tongue 22 which overlaps the first portion 200 of the second sealing tongue 20 prevents leaks at the junction between the tongues 22 and 20 and grooves 42 and 40;
- la deuxième portion 201 de la deuxième languette d'étanchéité 20 qui chevauche la première portion 230 de la languette d'étanchéité aval 23 empêche les fuites au niveau de la jonction entre les languettes 20 et 23 et des rainures 40 et 43 ;- The second portion 201 of the second sealing tongue 20 which overlaps the first portion 230 of the downstream sealing tongue 23 prevents leaks at the junction between the tongues 20 and 23 and grooves 40 and 43;
- la deuxième portion 231 de la languette d'étanchéité aval 23 qui chevauche la première languette d'étanchéité 21 empêche les fuites au niveau de la jonction entre les languettes 23 et 21 et des rainures 43 et 41.the second portion 231 of the downstream sealing tongue 23 which overlaps the first sealing tongue 21 prevents leaks at the junction between the tongues 23 and 21 and grooves 43 and 41.
Les secteurs d'anneau décrits ci-avant sont en matériau composite à matrice céramique. Toutefois, la présente invention s'applique également à un ensemble d'anneau de turbine comprenant une pluralité de secteurs d'anneau en matériau métallique, les secteurs d'anneau présentant des géométries similaires à celles décrites précédemment.The ring sectors described above are made of a ceramic matrix composite material. However, the present invention also applies to a turbine ring assembly comprising a plurality of ring sectors of metallic material, the ring sectors having geometries similar to those described above.
Claims (13)
Priority Applications (1)
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| FR1853298A FR3080143B1 (en) | 2018-04-16 | 2018-04-16 | TURBINE RING ASSEMBLY WITH INTER-SECTOR SEALING |
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Family Applications (1)
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-
2018
- 2018-04-16 FR FR1853298A patent/FR3080143B1/en active Active
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3080143B1 (en) | 2020-11-20 |
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