FR3085180A1 - Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees - Google Patents

Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees Download PDF

Info

Publication number
FR3085180A1
FR3085180A1 FR1857656A FR1857656A FR3085180A1 FR 3085180 A1 FR3085180 A1 FR 3085180A1 FR 1857656 A FR1857656 A FR 1857656A FR 1857656 A FR1857656 A FR 1857656A FR 3085180 A1 FR3085180 A1 FR 3085180A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
sealing
bladed
assembly
axis
sealing ribs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1857656A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3085180B1 (fr
Inventor
Clement Raphael LAROCHE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR1857656A priority Critical patent/FR3085180B1/fr
Priority to US16/542,407 priority patent/US11274565B2/en
Publication of FR3085180A1 publication Critical patent/FR3085180A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3085180B1 publication Critical patent/FR3085180B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/141—Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • F01D5/142—Shape, i.e. outer, aerodynamic form of the blades of successive rotor or stator blade-rows
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/002—Sealings comprising at least two sealings in succession
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/062—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces characterised by the geometry of the seat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/445—Free-space packings with means for adjusting the clearance
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F16J15/4472—Labyrinth packings with axial path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/44—Free-space packings
    • F16J15/447—Labyrinth packings
    • F16J15/4476—Labyrinth packings with radial path
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
    • F01D25/246—Fastening of diaphragms or stator-rings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F05D2230/642—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins using maintaining alignment while permitting differential dilatation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/55—Seals
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Un ensemble aubagé pour turbine de turbomachine comprend une plateforme externe comportant, à une extrémité axiale, une surface transversale d'extrémité (82) et un dispositif d'étanchéité (100) s'étendant en saillie à partir de la surface transversale d'extrémité et comprenant au moins deux nervures d'étanchéité (102) s'étendant transversalement à un axe de l'ensemble aubagé et présentant chacune deux flancs respectifs (104A, 104B, 106A, 106B) qui, en section axiale, sont inclinés radialement et axialement dans une même direction par rapport à l'axe. Cette particularité confère de la souplesse à chacune des nervures d'étanchéité (102), ce qui permet de favoriser un contact surfacique entre les nervures d'étanchéité et une paroi radiale de stator en regard de laquelle la paroi transversale d'extrémité, et en particulier le dispositif d'étanchéité, sont destinés à être agencés.

Description

ENSEMBLE AUBAGÉ POUR STATOR DE TURBINE DE TURBOMACHINE COMPRENANT DES NERVURES D'ÉTANCHÉITÉ INCLINÉES
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un ensemble aubagé pour stator de turbine de turbomachine, comprenant au moins une aubes s'étendant radialement par rapport à un axe de l'ensemble aubagé, et une plateforme externe et une plateforme interne reliées l'une à l'autre par l'aube, ou chaque aube, et présentant des surfaces aérodynamiques respectives destinées à délimiter entre elles un canal d'écoulement de fluide, dans lequel la plateforme externe comporte, à une extrémité axiale, une surface transversale d'extrémité et un dispositif d'étanchéité s'étendant en saillie à partir de la surface transversale d'extrémité.
L'invention concerne également un distributeur formé d'un ou plusieurs ensembles aubagés de ce type, ainsi qu'une turbine comprenant au moins un ensemble aubagé du type décrit ci-dessus, et une turbomachine comprenant une telle turbine.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Dans certaines turbomachines, une turbine comporte au moins un distributeur formé d'ensembles aubagés statoriques du type décrit ci-dessus, également dénommés secteurs de distributeur, montés circonférentiellement bout-à-bout, et une roue aubagée montée rotative en aval du distributeur à l'intérieur d'un ensemble de stator comportant une paroi radiale agencée axialement en regard de la surface transversale d'extrémité et du dispositif d'étanchéité de la plateforme externe de chaque ensemble aubagé.
Le distributeur considéré peut en particulier être le distributeur situé à l'entrée des turbines haute pression dans certaines turbomachines à double corps.
L'ensemble de stator comporte typiquement un anneau de turbine agencé autour de la roue aubagée, à faible distance d'extrémités radialement externes des aubes de la roue aubagée, et un ensemble de structures faisant partie d'un carter externe de la turbine et destinées à porter l'anneau de turbine.
Selon les types de turbomachines, la paroi radiale précitée peut être une paroi du carter externe de la turbine, portant une collerette sur laquelle repose l'anneau d'étanchéité, ou la paroi radiale peut être une paroi de l'anneau d'étanchéité lui-même, éventuellement pourvue d'une collerette, et par laquelle l'anneau d'étanchéité est accroché au carter externe de la turbine.
Dans tous les cas, il est particulièrement important de limiter les potentielles fuites d'air entre la surface transversale d'extrémité de la plateforme externe de chaque ensemble aubagé et la paroi radiale précitée.
À cet effet, le dispositif d'étanchéité précité prend en général la forme d'une nervure, conformée pour venir en appui contre la paroi radiale ou pour s'en rapprocher au plus près, du fait que l'ensemble aubagé subit un léger basculement autour d'un axe transversal respectif passant par la plateforme interne de l'ensemble aubagé, sous l'effet de la pression axiale des gaz dans la turbine, lorsque la turbomachine est en fonctionnement.
L'efficacité du dispositif d'étanchéité demeure néanmoins limitée du fait de phénomènes de dilatations thermiques différentielles, qui sont notamment susceptibles d'entraîner des déformations de chaque ensemble aubagé.
EXPOSÉ DE L'INVENTION
L'invention a notamment pour but d'améliorer l'efficacité d'un tel dispositif d'étanchéité.
Pour cela, selon l'invention, le dispositif d'étanchéité d'un ensemble aubagé comprend au moins deux nervures d'étanchéité, s'étendant transversalement à l'axe de l'ensemble aubagé en étant décalées radialement l'une par rapport à l'autre, et présentant chacune deux flancs respectifs qui, en section axiale, sont inclinés radialement et axialement dans un même sens par rapport à l'axe de l'ensemble aubagé.
Cette particularité confère de la souplesse à chacune des nervures d'étanchéité vis-à-vis de sollicitations axiales, ce qui permet de favoriser un contact surfacique entre les nervures d'étanchéité et une paroi radiale de stator en regard de laquelle la surface transversale d'extrémité, et en particulier le dispositif d'étanchéité, sont destinés à être agencés.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, chacune des nervures d'étanchéité présente une extrémité libre de forme effilée.
De préférence, le sens radial de l'inclinaison des flancs des nervures d'étanchéité, en section axiale, est le même pour au moins deux des nervures d'étanchéité, préférentiellement pour toutes les nervures d'étanchéité.
De préférence, le dispositif d'étanchéité comporte une embase formée en saillie sur la surface transversale d'extrémité et à partir de laquelle s'étendent les nervures d'étanchéité.
De préférence, le dispositif d'étanchéité présente au moins un congé de raccordement à la jonction entre la surface transversale d'extrémité et une nervure d'étanchéité.
De préférence, les nervures d'étanchéité présentent des extrémités axiales respectives décalées axialement l'une de l'autre ou les unes des autres, de sorte que plus une nervure d'étanchéité est éloignée de l'axe d'ensemble aubagé, plus son extrémité axiale respective est proche de la surface transversale d'extrémité.
De préférence, chacune des nervures d'étanchéité est de forme rectiligne, en section transversale à l'axe de l'ensemble aubagé.
L'invention concerne également un distributeur pour turbine de turbomachine, formé d'ensembles aubagés du type décrit ci-dessus montés circonférentiellement bout-à-bout, de sorte que le distributeur s'étend sur 360 degrés autour de l'axe de l'ensemble aubagé.
En variante, un distributeur selon l'invention peut être formé d'un unique ensemble aubagé du type décrit ci-dessus, s'étendant d'un seul tenant sur 360 degrés autour de l'axe de l'ensemble aubagé.
L'invention concerne encore une turbine pour turbomachine, comportant au moins un ensemble aubagé du type décrit ci-dessus, et une roue aubagée montée rotative en aval de l'ensemble aubagé à l'intérieur d'un ensemble de stator, dans laquelle l'ensemble de stator comporte une paroi radiale agencée axialement en regard de la surface transversale d'extrémité et du dispositif d'étanchéité de la plateforme externe de l'ensemble aubagé.
L'invention concerne enfin une turbomachine, comprenant une turbine du type décrit ci-dessus.
Dans des modes de réalisation préférés de l'invention, chacune des nervures d'étanchéité présente deux surfaces d'extrémité raccordées l'une à l'autre de manière à former une arrête d'extrémité et respectivement raccordées aux deux flancs de la nervure d'étanchéité en formant respectivement deux arêtes intermédiaires.
De plus, l'une des deux surfaces d'extrémité est avantageusement conformée pour venir en contact avec la paroi radiale.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention sera mieux comprise, et d'autres détails, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'une turbomachine d'un type connu ;
- la figure 2 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'une turbine haute pression de la turbomachine de la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 2 ;
- la figure 4 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un secteur de distributeur pour turbine de turbomachine selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
- la figure 5 est une vue schématique partielle en coupe axiale d'un secteur de distributeur pour turbine de turbomachine selon un autre mode de réalisation préféré de l'invention.
Dans l'ensemble de ces figures, des références identiques peuvent désigner des éléments identiques ou analogues.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
La figure 1 illustre une turbomachine 10 pour aéronef d'un type connu, comportant de manière générale une soufflante 12 destinée à l'aspiration d'un flux d'air se divisant en aval de la soufflante en un flux primaire circulant dans un canal d'écoulement de flux primaire, ci-après dénommé veine primaire PF, au sein d'un cœur de la turbomachine, et un flux secondaire contournant ce cœur dans un canal d'écoulement de flux secondaire, ci-après dénommé veine secondaire SF.
La turbomachine est par exemple du type à double flux et à double corps. Le cœur de la turbomachine comporte ainsi, de manière générale, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20 et une turbine basse pression 22.
Les rotors respectifs du compresseur haute pression et de la turbine haute pression sont reliés par un arbre dit « arbre haute pression », tandis que les rotors respectifs du compresseur basse pression et de la turbine basse pression sont reliés par un arbre dit « arbre basse pression », d'une manière bien connue.
La turbomachine est carénée par une nacelle 24 entourant la veine secondaire SF. Par ailleurs, les rotors de la turbomachine sont montés rotatifs autour d'un axe longitudinal 28 de la turbomachine.
Dans l'ensemble de cette description, la direction axiale X est la direction de l'axe longitudinal 28. La direction radiale R est en tout point une direction orthogonale à l'axe longitudinal 28 et passant par ce dernier, et la direction circonférentielle C est en tout point une direction orthogonale à la direction radiale R et à l'axe longitudinal 28. Les termes « interne » et « externe » font respectivement référence à une relative proximité, et un relatif éloignement, d'un élément par rapport à l'axe longitudinal 28. Enfin, les directions « amont » et « aval » sont définies par référence à la direction générale de l'écoulement des gaz dans les veines primaire PF et secondaire SF de la turbomachine, selon la direction axiale X.
La figure 2 illustre la turbine haute-pression 20 de la turbomachine 10. Cette turbine haute-pression 20 comprend un distributeur 22 monté en sortie de la chambre de combustion 18, et une roue aubagée 24 montée rotative en aval du distributeur 22.
Le distributeur 22 est formé d'ensembles aubagés 26, également dénommés secteurs de distributeur, montés bout-à-bout circonférentiellement autour d'un axe 25 commun de chaque ensemble aubagé 26, qui se confond avec l'axe longitudinal 28 de la turbomachine, de sorte que le distributeur 22 s'étend tout autour de l'axe 25 de chaque ensemble aubagé 26.
En variante, le distributeur 22 peut être formé d'un seul ensemble aubagé 26 s'étendant continûment tout autour de l'axe 25 de l'ensemble aubagé 26.
Dans la présente description, un plan axial est un plan contenant l'axe 25 de chaque ensemble aubagé 26, tandis que le terme « transversal » fait référence à tout élément orthogonal à l'axe 25 de chaque ensemble aubagé 26.
Chacun des ensembles aubagés 26 comprend une plateforme externe 28 et une plateforme interne 30 reliées entre elles par une ou plusieurs aubes 32. Les plateformes externe 28 et interne 30 présentent des surfaces aérodynamiques respectives 34 et 36 délimitant entre elles une portion de la veine primaire PF.
L'ensemble des plateformes externes 28 respectives des ensembles aubagés 26 forme une virole externe de distributeur, tandis que l'ensemble des plateformes internes 30 respectives des ensembles aubagés 26 forme une virole interne de distributeur. Les viroles externe et interne de distributeur forment respectivement deux structures coaxiales de révolution.
La virole interne de distributeur comporte une bride annulaire radiale interne 40 maintenue solidaire d'un carter interne 42 de la turbine par des pions 44. Plus précisément, chaque ensemble aubagé 26 comporte plusieurs pions 44, par exemple au nombre de deux, agencés sur un axe de basculement 46 respectif perpendiculaire à un plan axial médian de l'ensemble aubagé, de manière à autoriser un léger basculement de l'ensemble aubagé autour de l'axe de basculement 46, notamment sous l'effet d'une poussée axiale exercée par les gaz s'écoulant vers l'aval dans la turbine.
Par ailleurs, la roue aubagée 24 est entourée par un anneau d'étanchéité 50 sectorisé agencé à faible distance du sommet des aubes 52 de la roue aubagée 24 de manière à réduire au mieux l'écoulement de l'air entre l'extrémité des aubes 52 et l'anneau d'étanchéité 50.
Pour cela, l'anneau d'étanchéité 50 est suspendu à des collerettes amont 54 et aval 56, solidaires d'un carter externe 60 de la turbine haute pression 20.
La collerette amont 54 est formée à l'extrémité radialement interne d'une paroi radiale 62 de forme annulaire appartenant au carter externe 60 et s'étendant radialement vers l'intérieur à partir d'une virole externe 64 du carter externe 60. La collerette amont 54 s'étend vers l'aval depuis la paroi radiale 62 et est engagée dans une rainure annulaire 66 de l'anneau d'étanchéité 50 de manière à contribuer au support de ce dernier.
La collerette aval 56 est reliée à une collerette correspondante 70, formée à l'extrémité aval de l'anneau d'étanchéité 50, par un organe de verrouillage 72, de manière à contribuer également au support de l'anneau d'étanchéité 50.
La plateforme externe 28 de chaque ensemble aubagé 26 comprend, à son extrémité aval, une paroi transversale d'extrémité 80 présentant une surface transversale d'extrémité 82 (figure 3), qui s'étend en regard et à distance de la paroi radiale 62 du carter externe 60. La paroi transversale d'extrémité 80 comporte un dispositif d'étanchéité 90 s'étendant en saillie à partir de la surface transversale d'extrémité 82.
Dans la turbomachine de type connu illustrée sur les figures 1 à 3, le dispositif d'étanchéité 90 de chaque ensemble aubagé 26 est formé d'une nervure. Cette dernière est de forme rectiligne et est parallèle à l'axe de basculement 46 (figure 2) de l'ensemble aubagé. La nervure apparaît donc rectiligne lorsque la turbine est vue en section transversale par rapport à l'axe 25. De plus, en section axiale, la nervure s'étend selon une direction parallèle à l'axe 25 (et donc parallèle à la direction axiale X). La nervure est éventuellement munie de chanfreins 92 au niveau de ses flancs radialement externe et radialement interne (figure 3).
L'ensemble des dispositifs d'étanchéité 90 respectifs des ensembles aubagés 26 forme globalement une nervure de forme polygonale en section transversale, s'étendant autour de l'axe 25.
En fonctionnement, la nervure formée par l'ensemble des dispositifs d'étanchéité 90 permet de limiter le passage d'air ou de gaz de combustion entre les parois 62 et 80. À cet effet, la nervure vient en appui contre la paroi radiale 62 lorsque la turbomachine est en fonctionnement.
Toutefois, du fait de la chaleur intense des gaz provenant de la chambre de combustion 18 et circulant dans la turbine, le distributeur 22 et le carter externe 60 sont soumis à des phénomènes de dilatations différentielles, susceptibles notamment d'entraîner des déformations non axisymétriques de chacun des ensembles aubagés 26.
De ce fait, la nervure formée par l'ensemble des dispositifs d'étanchéité 90 peut être simultanément en contact avec la paroi radiale 62, en certains endroits, et en être espacée de manière relativement importante, en d'autres endroits.
Ces phénomènes de dilatations différentielles tendent ainsi à réduire l'efficacité des dispositifs d'étanchéité 90.
L'invention permet de remédier, au moins en partie, à ce problème, en équipant chaque ensemble aubagé 26 d'un dispositif d'étanchéité 100 amélioré, dont un exemple est illustré sur la figure 4, et qui est destiné à se substituer au dispositif d'étanchéité 90 décrit ci-dessus.
Au lieu d'une unique nervure s'étendant en saillie axialement vers l'aval, ce dispositif d'étanchéité 100 comporte plusieurs nervures d'étanchéité 102, par exemple au nombre de deux, présentant chacune une orientation générale inclinée, et décalées les unes des autres dans la direction radiale R.
Plus précisément, les nervures d'étanchéité 102 s'étendent transversalement à l'axe 25, comme le dispositif d'étanchéité 90 décrit ci-dessus, mais les nervures d'étanchéité 102 présentent chacune deux flancs respectifs 104A, 104B, respectivement 106A, 106B, qui, en section axiale, sont inclinés radialement et axialement dans un même sens par rapport à l'axe 25 (et donc par rapport à la direction axiale X). Il faut comprendre par-là que les deux flancs respectifs 104A, 104B ou 106A, 106B de chaque nervure d'étanchéité sont soit inclinés tous deux radialement vers l'extérieur en direction de l'aval, comme sur la figure 4, soit inclinés tous deux radialement vers l'intérieur en direction de l'aval.
Cette particularité confère de la souplesse à chacune des nervures d'étanchéité 102 du dispositif d'étanchéité 100, ce qui permet de favoriser un contact surfacique entre les nervures d'étanchéité 102 et la paroi radiale 62 sur toute l'étendue circonférentielle des nervures d'étanchéité 102.
Dans certaines situations de fonctionnement, certaines portions circonférentielles d'une nervure d'étanchéité 102 peuvent par exemple s'écraser légèrement contre la paroi radiale 62 et permettre ainsi à des portions circonférentiellement adjacentes de la nervure d'étanchéité de conserver un contact avec la paroi radiale 62 en dépit de déformations non axisymétriques du distributeur qui, avec le dispositif d'étanchéité 90 de type connu, auraient conduit à ce que de telles portions adjacentes se retrouvent espacées de la paroi radiale 62.
Dans d'autres situations de fonctionnement, l'écrasement d'une nervure d'étanchéité 102 peut avoir lieu sur toute l'étendue circonférentielle de la nervure d'étanchéité, et permettre de favoriser un contact surfacique avec la paroi radiale 62, alors que le dispositif d'étanchéité 90 de type connu n'aurait permis qu'un contact linéaire (c'est-à-dire le long d'une ligne de contact transversale) dans le même type de situation de fonctionnement.
L'angle a d'inclinaison de chaque flanc 104A, 104B, 106A, 106B par rapport à la direction axiale X est de préférence compris entre 15 degrés et 75 degrés, encore plus préférentiellement entre 15 degrés et 60 degrés.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention illustré sur la figure 4, le sens radial (vers l'extérieur ou vers l'intérieur) de l'inclinaison des flancs 104A, 104B, 106A, 106B des nervures d'étanchéité 102, en section axiale, est le même pour les deux nervures d'étanchéité 102. En l'espèce, les deux nervures d'étanchéité ont leurs flancs inclinés radialement vers l'extérieur en direction de l'aval.
Cette particularité accroît les chances que l'une au moins des nervures d'étanchéité 102 assure un contact surfacique avec la paroi radiale 62, dans un nombre maximal de situations de fonctionnement.
Dans des modes de réalisation préférés, comme l'illustre la figure 4, le dispositif d'étanchéité 100 comporte une embase 110 formée en saillie sur la surface
transversale d'extrémité 82 et à partir de laquelle s'étendent les nervures
d'étanchéité 102.
Une telle embase permet d'accroître la robustesse du dispositif
d'étanchéité 100.
En variante ou de manière complémentaire, le dispositif
d'étanchéité 100 présente avantageusement un ou plusieurs congés de raccordement
112 à la jonction entre la surface transversale d'extrémité 82 et une ou plusieurs des nervures d'étanchéité 102. Les congés de raccordement 112 permettent également d'accroître la robustesse du dispositif d'étanchéité 100.
D'une manière générale, chacune des nervures d'étanchéité 102 présente avantageusement une extrémité libre 113 de forme effilée. Ainsi, si une (ou plusieurs) portion circonférentielle de l'extrémité libre 113 est espacée de la paroi radiale 62 en fonctionnement, l'extrémité libre 113 permet de perturber l'écoulement d'air ou de gaz de combustion et de limiter ainsi la fuite entre le dispositif d'étanchéité 100 et la paroi radiale 62.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, chacune des nervures d'étanchéité 102 présente ainsi deux surfaces d'extrémité 114A, 114B, respectivement 116A, 116B, raccordées l'une à l'autre en formant une arrête d'extrémité 118, respectivement 120. Les surfaces d'extrémité 114A, 114B, 116A, 116B, sont respectivement raccordées aux deux flancs 104A, 104B ou 106A, 106B de la nervure d'étanchéité 102 correspondante en formant respectivement deux arêtes intermédiaires 122A, 122B, respectivement 124A, 124B.
Les deux surfaces d'extrémité 114A, 114B, ou 116A, 116B forment avantageusement entre elles un angle θ aigu ou droit.
L'arrête d'extrémité 118, 120 forme ainsi un moyen efficace de perturbation d'un éventuel écoulement gazeux entre la nervure d'étanchéité 102 correspondante et la paroi radiale 62.
Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 4, l'une des deux surfaces d'extrémité 114B, 116B de chaque nervure 102, qui forme une extrémité axiale 115 de la nervure, est configurée pour s'étendre orthogonalement à l'axe 25 (et donc orthogonalement à la direction axiale X), directement en regard de la paroi radiale 62, et de préférence en appui sur cette dernière, lorsque la turbomachine est en fonctionnement.
Cette configuration permet, là-encore, de favoriser un contact surfacique entre chaque nervure 102 concernée et la paroi radiale 62.
Comme le montre la figure 4, l'embase 110 présente, entre les nervures d'étanchéité 102, une surface d'extrémité 130 formant, en section axiale, un angle β, compris entre 70 degrés et 110 degrés, avec chacun des flancs 104A, 104B, 106A, 106B des nervures d'étanchéité 102.
Par ailleurs, le dispositif d'étanchéité 100 est avantageusement venu de matière avec la paroi transversale d'extrémité 80.
En variante, le dispositif d'étanchéité 100 peut néanmoins être rapporté sur la paroi transversale d'extrémité 80 sans sortir du cadre de l'invention.
La figure 5 illustre un autre mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel le dispositif d'étanchéité 100 comporte une troisième nervure d'étanchéité 102 semblable aux deux nervures déjà décrites en référence à la figure 4.
Ainsi, la troisième nervure d'étanchéité 102 présente deux flancs respectifs 132A, 132B qui, en section axiale, sont inclinés radialement et axialement dans un même sens par rapport à l'axe d'ensemble aubagé 25.
De plus, la troisième nervure d'étanchéité 102 présente deux surfaces d'extrémité 134A, 134B raccordées l'une à l'autre en formant une arrête d'extrémité 136. Les deux surfaces d'extrémité 134A, 134B sont respectivement raccordées aux deux flancs 132A, 132B de la troisième nervure d'étanchéité 102 en formant respectivement deux arêtes intermédiaires 138A, 138B. Les deux surfaces d'extrémité 134A, 134B forment avantageusement entre elles un angle 0 aigu ou droit.
Dans l'exemple illustré sur la figure 5, les extrémités axiales 115 respectives des trois nervures d'étanchéité 102 sont décalées axialement les unes des autres (lorsque la turbomachine est à l'arrêt). Plus précisément, plus une nervure d'étanchéité 102 est éloignée de l'axe 25, plus son extrémité axiale 115 respective est proche de la surface transversale d'extrémité 82.
Ainsi, lorsque l'ensemble aubagé 26 bascule légèrement autour de l'axe de basculement 46, en fonctionnement, les extrémités axiales 115 respectives des trois nervures d'étanchéité 102 se retrouvent approximativement alignées selon la direction radiale, ce qui permet de favoriser un appui simultané de chacune des nervures 5 d'étanchéité 102 sur la paroi radiale 62.
Bien entendu, la caractéristique ci-dessus relative au décalage axial des extrémités axiales 115 respectives des nervures d'étanchéité 102 est applicable quel que soit le nombre de nervures, par exemple dans le cas où il y a deux nervures d'étanchéité comme sur la figure 4.

Claims (11)

  1. REVENDICATIONS
    1. Ensemble aubagé (26) pour stator de turbine de turbomachine, comprenant au moins une aube (32) s'étendant radialement par rapport à un axe (25), une plateforme externe (28) et une plateforme interne (30) reliées l'une à l'autre par l'au moins une aube (32) et présentant des surfaces aérodynamiques respectives (34, 36) destinées à délimiter entre elles un canal d'écoulement de fluide (PF), dans lequel la plateforme externe (28) comporte, à une extrémité axiale, une surface transversale d'extrémité (82) et un dispositif d'étanchéité (100) s'étendant en saillie à partir de la surface transversale d'extrémité (82), caractérisé en ce que le dispositif d'étanchéité (100) comprend au moins deux nervures d'étanchéité (102) s'étendant transversalement à l'axe (25) en étant décalées radialement l'une par rapport à l'autre et présentant chacune deux flancs respectifs (104A, 104B, 106A, 106B, 132A, 132B) qui, en section axiale, sont inclinés radialement et axialement dans une même direction par rapport à l'axe (25).
  2. 2. Ensemble aubagé (26) selon la revendication 1, dans lequel chacune des nervures d'étanchéité (102) présente une extrémité libre (113) de forme effilée.
  3. 3. Secteur de distributeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le sens radial de l'inclinaison des flancs (104A, 104B, 106A, 106B, 132A, 132B) des nervures d'étanchéité (102), en section axiale, est le même pour au moins deux des nervures d'étanchéité.
  4. 4. Ensemble aubagé (26) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le dispositif d'étanchéité (100) comporte une embase (110) formée en saillie sur la surface transversale d'extrémité (82) et à partir de laquelle s'étendent les nervures d'étanchéité (102).
  5. 5. Ensemble aubagé (26) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le dispositif d'étanchéité (100) présente au moins un congé de raccordement (112) à la jonction entre la surface transversale d'extrémité (82) ou, le cas échéant, l'embase (110), et une nervure d'étanchéité (102).
  6. 6. Ensemble aubagé (26) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel les nervures d'étanchéité (102) présentent des extrémités axiales respectives (115) décalées axialement l'une de l'autre ou les unes des autres, de sorte que plus une nervure d'étanchéité (102) est éloignée de l'axe d'ensemble aubagé (25), plus son extrémité axiale respective (115) est proche de la surface transversale d'extrémité (82).
  7. 7. Ensemble aubagé (26) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel chacune des nervures d'étanchéité (102) est de forme rectiligne, en section transversale par rapport à l'axe (25).
  8. 8. Distributeur (22) pour turbine de turbomachine, formé d'ensembles aubagés (26) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 montés circonférentiellement bout-à-bout, de sorte que le distributeur (22) s'étend sur 360 degrés autour de l'axe (25).
  9. 9. Turbine (20) pour turbomachine, comportant au moins un ensemble aubagé (26) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et une roue aubagée (24) montée rotative en aval de l'ensemble aubagé à l'intérieur d'un ensemble de stator (50, 60), dans laquelle l'ensemble de stator comporte une paroi radiale (62) agencée axialement en regard de la surface transversale d'extrémité (82) et du dispositif d'étanchéité (100) de la plateforme externe (28) de l'ensemble aubagé (26) de sorte que les nervures d'étanchéité (102) présentent chacune une extrémité libre respective en regard ou au contact de la paroi radiale (62).
  10. 10. Turbomachine (10), comprenant une turbine (20) selon la revendication 9.
  11. 11. Turbomachine selon la revendication 10, dans laquelle chacune des nervures d'étanchéité (102) présente à son extrémité libre deux surfaces d'extrémité (114A, 114B, 116A, 116B) raccordées l'une à l'autre de manière à former une arrête 5 d'extrémité (118,120) et respectivement raccordées aux flancs (104A, 104B, 106A, 106B) de la nervure d'étanchéité (102) en formant respectivement deux arêtes intermédiaires (122A, 122B, 124A, 124B), l'une des deux surfaces d'extrémité (114B, 116B) étant configurée pour venir en contact avec la paroi radiale (62).
FR1857656A 2018-08-24 2018-08-24 Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees Active FR3085180B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1857656A FR3085180B1 (fr) 2018-08-24 2018-08-24 Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees
US16/542,407 US11274565B2 (en) 2018-08-24 2019-08-16 Bladed assembly for a stator of a turbine of a turbomachine comprising inclined sealing ribs

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1857656 2018-08-24
FR1857656A FR3085180B1 (fr) 2018-08-24 2018-08-24 Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3085180A1 true FR3085180A1 (fr) 2020-02-28
FR3085180B1 FR3085180B1 (fr) 2020-11-27

Family

ID=63722645

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1857656A Active FR3085180B1 (fr) 2018-08-24 2018-08-24 Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11274565B2 (fr)
FR (1) FR3085180B1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090110549A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 General Electric Company Gas turbines having flexible chordal hinge seals
FR2944554A1 (fr) * 2009-04-16 2010-10-22 Snecma Turbine haute-pression de turbomachine
EP3203028A1 (fr) * 2016-02-08 2017-08-09 United Technologies Corporation Joint de corde avec dilatation/contraction soudaine
EP3296519A1 (fr) * 2016-09-16 2018-03-21 United Technologies Corporation Composant de chemin d'écoulement pour un moteur à turbine à gaz comprenant un joint de corde

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3702193A (en) * 1971-02-22 1972-11-07 Josam Mfg Co Self-retaining and sealing joint gasketing sleeve
US4257735A (en) * 1978-12-15 1981-03-24 General Electric Company Gas turbine engine seal and method for making same
US7445213B1 (en) * 2006-06-14 2008-11-04 Florida Turbine Technologies, Inc. Stepped labyrinth seal
US20080260522A1 (en) * 2007-04-18 2008-10-23 Ioannis Alvanos Gas turbine engine with integrated abradable seal and mount plate
US20110229311A1 (en) * 2007-07-30 2011-09-22 Kripa Varanasi Seal assembly
US8002286B1 (en) * 2010-06-14 2011-08-23 Florida Turbine Technologies, Inc. Aerodynamically mistuned labyrinth seal
US8998573B2 (en) * 2010-10-29 2015-04-07 General Electric Company Resilient mounting apparatus for low-ductility turbine shroud
US8985592B2 (en) * 2011-02-07 2015-03-24 Siemens Aktiengesellschaft System for sealing a gap between a transition and a turbine
US20130315708A1 (en) * 2012-05-25 2013-11-28 Jacob Romeo Rendon Nozzle with Extended Tab
JP6054135B2 (ja) * 2012-10-23 2016-12-27 Nok株式会社 オイルシール
US9771818B2 (en) * 2012-12-29 2017-09-26 United Technologies Corporation Seals for a circumferential stop ring in a turbine exhaust case
JP2014139451A (ja) * 2013-01-21 2014-07-31 Nok Corp 密封装置
EP3060830B1 (fr) * 2013-10-24 2019-11-27 United Technologies Corporation Joint annulaire à cartouche
WO2015112662A1 (fr) * 2014-01-23 2015-07-30 United Technologies Corporation Joint d'étanchéité à l'air adaptable avec couche maxmet à coefficient de frottement réduit
US9719363B2 (en) * 2014-06-06 2017-08-01 United Technologies Corporation Segmented rim seal spacer for a gas turbine engine
US20160003078A1 (en) * 2014-07-02 2016-01-07 United Technologies Corporation Gasket with thermal and wear protective fabric
JP6449622B2 (ja) * 2014-11-07 2019-01-09 光洋シーリングテクノ株式会社 密封装置
JP6530918B2 (ja) * 2015-01-22 2019-06-12 三菱日立パワーシステムズ株式会社 タービン
US9874104B2 (en) * 2015-02-27 2018-01-23 General Electric Company Method and system for a ceramic matrix composite shroud hanger assembly
US20170292395A1 (en) * 2016-04-07 2017-10-12 United Technologies Corporation Integrated brush seals

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090110549A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 General Electric Company Gas turbines having flexible chordal hinge seals
FR2944554A1 (fr) * 2009-04-16 2010-10-22 Snecma Turbine haute-pression de turbomachine
EP3203028A1 (fr) * 2016-02-08 2017-08-09 United Technologies Corporation Joint de corde avec dilatation/contraction soudaine
EP3296519A1 (fr) * 2016-09-16 2018-03-21 United Technologies Corporation Composant de chemin d'écoulement pour un moteur à turbine à gaz comprenant un joint de corde

Also Published As

Publication number Publication date
US20200063589A1 (en) 2020-02-27
FR3085180B1 (fr) 2020-11-27
US11274565B2 (en) 2022-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1607582B1 (fr) Montage de chambre de combustion de turbine à gaz avec distributeur intégré de turbine haute pression
CA2834213C (fr) Dispositif d'etancheite pour distributeur de turbine de turbomachine
EP1607682A1 (fr) Montage étanche d'un distribeur de turbine haute-pression sur une extrémité d'une chambre de combustion dans une tirbune à gaz
CA2647057C (fr) Distributeur sectorise pour une turbomachine
FR2977909A1 (fr) Aube de rotor pour une turbomachine
FR3018548A1 (fr) Turboreacteur a conduit de decharge
EP1517006A1 (fr) Réalisation de l'étanchéité dans un turboréacteur pour le prélèvement cabine par un joint à brosse
FR3091720A1 (fr) Ensemble pour une turbomachine
EP3880939B1 (fr) Étanchéité entre une roue mobile et un distributeur d'une turbomachine
EP3824221B1 (fr) Ensemble pour une turbomachine
FR3071273A1 (fr) Ensemble d'etancheite de turbine pour turbomachine
CA2644312C (fr) Etage de turbine ou de compresseur de turbomachine
FR3066533B1 (fr) Ensemble d'etancheite pour une turbomachine
FR3071540B1 (fr) Joint d'etancheite a labyrinthe pour une turbomachine d'aeronef
EP4088008B1 (fr) Aube pour une roue aubagée mobile de turbomachine d'aéronef, roue aubagée mobile, turbine et turbomachine associées
FR3085180A1 (fr) Ensemble aubage pour stator de turbine de turbomachine comprenant des nervures d'etancheite inclinees
FR2874402A1 (fr) Aube de rotor d'un compresseur ou d'une turbine a gaz
EP3728796A1 (fr) Roue de turbine
FR2991387A1 (fr) Turbomachine, telle qu'un turboreacteur ou un turbopropulseur d'avion
FR2874403A1 (fr) Aube de compresseur ou de turbune a gaz
FR2944554A1 (fr) Turbine haute-pression de turbomachine
WO2020021192A1 (fr) Aube de turbine
FR3070717A1 (fr) Ensemble de turbine, distributeur et turbine de turbomachine munis de celui-ci
FR2960590A1 (fr) Distributeur de turbine pour une turbomachine
FR3074837B1 (fr) Aube de rotor pour une turbomachine

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20200228

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 5

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6