FR3102207A1 - Turbine distributor comprising an annular sealing element with isostatic retention - Google Patents

Turbine distributor comprising an annular sealing element with isostatic retention Download PDF

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Abstract

L’invention a pour objet un distributeur (16) de turbine, comportant des secteurs aubagés (17) assemblés selon un agencement ayant une forme de révolution autour d’un axe longitudinal (AX), chaque secteur aubagé (17) comportant une tête et un pied (21) reliés l’un à l’autre par au moins une aube (22-25). Le distributeur comporte un l’élément annulaire d’étanchéité (18) entouré par les pieds (21) des secteurs aubagés (17), qui comporte une face radialement interne couverte d’un matériau abradable (19). Au moins trois liaisons linéaires annulaires (32) orientées radialement par rapport à l’axe longitudinal (AX), relient l’élément annulaire d’étanchéité (18) à un pied (21) de secteur aubagé (17). Figure pour l’abrégé : Figure 4.The invention relates to a turbine distributor (16), comprising bladed sectors (17) assembled in an arrangement having a shape of revolution about a longitudinal axis (AX), each bladed sector (17) comprising a head and a foot (21) connected to each other by at least one blade (22-25). The distributor comprises an annular sealing element (18) surrounded by the feet (21) of the bladed sectors (17), which has a radially inner face covered with an abradable material (19). At least three annular linear connections (32) oriented radially with respect to the longitudinal axis (AX), connect the annular sealing element (18) to a root (21) of the bladed sector (17). Figure for the abstract: Figure 4.

Description

Distributeur de turbine comportant un élément annulaire d’étanchéité à maintien isostatiqueTurbine distributor comprising an isostatically maintained annular sealing element

L’invention concerne un turboréacteur et plus généralement une turbomachine comprenant un distributeur ayant une face radialement interne portant un élément annulaire d’étanchéité d’un joint d’étanchéité de type labyrinthe, cet élément d’étanchéité annulaire étant en un matériau abradable pour coopérer avec des léchettes portées par un rotor en regard de cet élément annulaire d’étanchéité.The invention relates to a turbojet engine and more generally to a turbomachine comprising a distributor having a radially inner face carrying an annular sealing element of a labyrinth-type seal, this annular sealing element being made of an abradable material to cooperate with wipers carried by a rotor opposite this annular sealing element.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEUREPRIOR ART

Un turboréacteur à double flux comporte une manche d'entrée par laquelle l'air est aspiré dans un compresseur basse pression ou soufflante avant d’être divisé en un flux primaire central et un flux secondaire entourant le flux primaire.A turbofan engine has an inlet duct through which air is drawn into a low pressure compressor or fan before being split into a central primary stream and a secondary stream surrounding the primary stream.

Le flux primaire circule dans un espace appelé veine primaire, et il traverse des éléments rotatifs comportant des roues aubagées portées par le rotor de la turbomachine et des éléments fixes de type redresseurs et distributeurs portés par le stator de la turbomachine.The primary flow circulates in a space called the primary stream, and it passes through rotating elements comprising bladed wheels carried by the rotor of the turbomachine and fixed elements of the rectifier and distributor type carried by the stator of the turbomachine.

Le stator comporte différents carters incluant notamment un carter de compresseur haute pression, un carter de veine primaire, un carter de turbine haute pression, et un carter d’échappement.The stator comprises various casings including in particular a high pressure compressor casing, a primary stream casing, a high pressure turbine casing, and an exhaust casing.

Le flux secondaire circule dans un espace appelé veine secondaire qui s’étend radialement entre la veine interne et une structure externe appelée carène ou nacelle du turboréacteur, qui entoure la turbomachine.The secondary flow circulates in a space called secondary stream which extends radially between the inner stream and an external structure called hull or nacelle of the turbojet engine, which surrounds the turbomachine.

Après avoir été mis en mouvement par la soufflante et avoir traversé des pales fixes de sorties dénommées OGV (outlet guide vanes en anglais), ce flux secondaire est propulsé vers l'arrière pour générer une poussée. Le flux primaire qui provient également du flux mis en mouvement par la soufflante traverse quant à lui successivement un compresseur haute pression, une chambre de combustion puis des turbines haute pression et basse pression, et permet d’entraîner la soufflante avant d’être propulsé hors de la turbomachine. La turbine haute pression est liée en rotation avec le compresseur haute pression, et la turbine basse pression est liée en rotation avec le compresseur basse pression.After being set in motion by the fan and having passed through fixed outlet blades called OGVs (outlet guide vanes in English), this secondary flow is propelled backwards to generate thrust. The primary flow, which also comes from the flow set in motion by the fan, for its part successively passes through a high pressure compressor, a combustion chamber then high pressure and low pressure turbines, and makes it possible to drive the fan before being propelled out of of the turbomachine. The high pressure turbine is rotationally linked with the high pressure compressor, and the low pressure turbine is rotationally linked with the low pressure compressor.

Une telle turbine basse pression, repérée par 1 sur la vue partielle de la figure 1, est ainsi entourée par une portion de carter 2 et comporte des étages, incluant un distributeur 3 formé d’une série de pales fixes 4 rigidement solidaires de la portion de carter 2 en entourant un rotor. Ce rotor comporte une bride 6 qui porte un disque 7 portant des aubes 8 immédiatement en aval du distributeur 3. Un autre disque 9 portant des aubes 11 est situé en amont du distributeur 3 en étant lui aussi porté par la bride 6.Such a low-pressure turbine, marked 1 in the partial view of FIG. 1, is thus surrounded by a casing portion 2 and comprises stages, including a distributor 3 formed by a series of fixed blades 4 rigidly fixed to the portion housing 2 surrounding a rotor. This rotor has a flange 6 which carries a disk 7 carrying blades 8 immediately downstream of the distributor 3. Another disk 9 carrying blades 11 is located upstream of the distributor 3, also being carried by the flange 6.

L’étanchéité entre le disque rotatif 7 et une face radialement interne cylindrique du distributeur est assurée au moyen d’un joint d’étanchéité à labyrinthe comportant un matériau abradable 12 porté par la face radialement interne cylindrique du distributeur et par des léchettes 13 portées par le disque 7. Ces léchettes coopèrent avec une surface radialement interne du matériau abradable pour assurer une étanchéité.Sealing between the rotating disk 7 and a radially internal cylindrical face of the distributor is ensured by means of a labyrinth seal comprising an abradable material 12 carried by the radially internal cylindrical face of the distributor and by wipers 13 carried by the disc 7. These wipers cooperate with a radially inner surface of the abradable material to provide a seal.

Plus particulièrement, le distributeur 3 est formé de plusieurs secteurs aubagés agencés circonférentiellement autour du stator, chaque secteur aubagé comportant un pied et une tête reliés l’un à l’autre par plusieurs pales. Les pieds des différents secteurs aubagés délimitent conjointement la face radialement interne du distributeur couverte de matériau abradable.More particularly, the distributor 3 is formed of several bladed sectors arranged circumferentially around the stator, each bladed sector comprising a root and a head connected to each other by several blades. The feet of the different bladed sectors jointly delimit the radially inner face of the distributor covered with abradable material.

Le revêtement de matériau abradable couvrant la face radialement interne du distributeur comporte ainsi une discontinuité à la jonction de chaque paire de secteurs aubagés adjacents. Ces discontinuités constituent le siège de fuites de gaz qui pénalisent le rendement de la turbine.The coating of abradable material covering the radially inner face of the distributor thus comprises a discontinuity at the junction of each pair of adjacent bladed sectors. These discontinuities constitute the seat of gas leaks which penalize the efficiency of the turbine.

A ce titre il a été envisagé de prévoir un l’élément annulaire d’étanchéité formé d’un seul tenant pour présenter une face radialement interne continue, pouvant de fait être couverte de matériau abradable sans discontinuité.As such, it has been envisaged to provide an annular sealing element formed in one piece to present a continuous radially internal face, which can in fact be covered with abradable material without discontinuity.

Néanmoins, en fonctionnement, le distributeur basse pression subit de fortes contraintes thermiques, ce qui conduit dans l’art antérieur l’élément annulaire d’étanchéité comportant abradable fixé au distributeur à subir de fortes contraintes thermiques et donc à se dilater au gré des dilatations du distributeur pouvant être importantes. Ceci conduit notamment à des jeux importants entre le matériau abradable et les léchettes du fait que le diamètre de l’élément annulaire d’étanchéité varie de façon importante en fonction du régime de fonctionnement.Nevertheless, in operation, the low pressure distributor undergoes high thermal stresses, which leads in the prior art the annular sealing element comprising abradable element fixed to the distributor to undergo high thermal stresses and therefore to expand according to the expansions of the distributor which may be significant. This leads in particular to large clearances between the abradable material and the wipers due to the fact that the diameter of the annular sealing element varies significantly depending on the operating mode.

Le but de l’invention est d’apporter une solution pour limiter les variations de diamètre de l’élément annulaire d’étanchéité en fonction du régime de fonctionnement du moteur, de façon notamment à réduire les fuites à travers le joint labyrinthe.The object of the invention is to provide a solution for limiting the variations in diameter of the annular sealing element as a function of the operating speed of the engine, so as in particular to reduce leaks through the labyrinth seal.

A cet effet, l’invention a pour objet un distributeur de turbine, comportant des secteurs aubagés agencés en formant une couronne autour d’un axe longitudinal, chaque secteur aubagé comportant une tête et un pied reliés l’un à l’autre par au moins une aube, un l’élément annulaire d’étanchéité entouré et porté par des pieds de secteurs aubagés qui présente une face radialement interne couverte d’un matériau abradable, et au moins trois liaisons linéaires annulaires orientées radialement par rapport à l’axe longitudinal, chaque liaison linéaire annulaire reliant l’élément annulaire d’étanchéité à un pied de secteur aubagé.To this end, the subject of the invention is a turbine nozzle, comprising bladed sectors arranged to form a crown around a longitudinal axis, each bladed sector comprising a head and a foot connected to each other by at least one vane, one the annular sealing element surrounded and carried by the roots of bladed sectors which has a radially internal face covered with an abradable material, and at least three annular linear connections oriented radially with respect to the longitudinal axis , each annular linear link connecting the annular sealing element to a bladed sector foot.

Avec cette solution, il n’existe pas de discontinuités du matériau abradable susceptible d’engendrer des fuites, l’élément annulaire d’étanchéité est maintenu sans contrainte, quel que soit l’état thermique du turboréacteur.With this solution, there are no discontinuities in the abradable material liable to cause leaks, the annular sealing element is maintained without constraint, whatever the thermal state of the turbojet engine.

Ainsi, la dilatation du distributeur et celle de l’anneau d’étanchéité sont découplées. De plus, il est ainsi possible de piloter en fonctionnement la position de l’élément d’étanchéité, en pilotant par exemple la température de l’air circulant dans une cavité située par exemple radialement sous distributeur c’est-à-dire plus proche de l’axe longitudinal que le distributeur.Thus, the expansion of the distributor and that of the sealing ring are decoupled. In addition, it is thus possible to control the position of the sealing element in operation, for example by controlling the temperature of the air circulating in a cavity located for example radially under the distributor, that is to say closer of the longitudinal axis than the distributor.

Ainsi, la performance est améliorée car les jeux entre l’abradable et les léchettes sont maîtrisées puisque la position radiale de la surface radialement interne de l’anneau d’étanchéité est mieux maitrisée en fonctionnement. A la conception on peut également prévoir des jeux entre léchette et abradable plus faibles car l’élément abradable est sujet à moins de contraintes thermiques en fonctionnement. On améliore ainsi la performance en pouvant concevoir des jeux plus faibles.Thus, the performance is improved because the clearances between the abradable material and the wipers are controlled since the radial position of the radially inner surface of the sealing ring is better controlled in operation. In the design, it is also possible to provide for smaller clearances between the wiper and the abradable material because the abradable element is subject to fewer thermal stresses in operation. This improves performance by being able to design weaker games.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, dans lequel chaque secteur aubagé comporte une liaison linéaire annulaire, l’élément annulaire d’étanchéité étant relié à chaque secteur aubagé par une liaison linéaire annulaire correspondante.The invention also relates to a distributor thus defined, in which each bladed sector comprises an annular linear connection, the annular sealing element being connected to each bladed sector by a corresponding annular linear connection.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, dans lequel chaque liaison linéaire annulaire comporte un doigt comprenant un corps orienté radialement et portant un bulbe, et un trou correspondant orienté radialement et ayant un diamètre correspondant à celui du bulbe, le bulbe étant coulissant dans le trou.The invention also relates to a distributor thus defined, in which each annular linear connection comprises a finger comprising a body oriented radially and carrying a bulb, and a corresponding hole oriented radially and having a diameter corresponding to that of the bulb, the bulb being sliding in the hole.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, dans lequel au moins un trou présente une embouchure évasée.The invention also relates to a defined distributor, in which at least one hole has a flared mouth.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, dans lequel le doigt d echaque liaison linéaire annulaire est porté par l’élément annulaire d’étanchéité et dans lequel le trou correpsondant est formé dans un pied de secteur aubagé.The invention also relates to a distributor thus defined, in which the finger of each annular linear connection is carried by the annular sealing element and in which the corresponding hole is formed in a root of the bladed sector.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, comprenant au moins un pied de secteur aubagé pourvu d’une paroi radiale, dans laquelle est formé un trou d’une liaison linéaire annulaire, ce trou s’étendant radialement.The invention also relates to a distributor thus defined, comprising at least one bladed sector foot provided with a radial wall, in which is formed a hole of an annular linear connection, this hole extending radially.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, dans lequel chaque bulbe est situé en extrémité libre d’un corps de doigt correspondant.The invention also relates to a distributor thus defined, in which each bulb is located at the free end of a corresponding finger body.

L’invention concerne également un distributeur ainis défini, comportant au moins un ressort hélicoïdal engagé dans un trou d’une liaison linéaire annulaire et disposé entre une extrémité de doigt correspondant et le fond de trou.The invention also relates to a distributor thus defined, comprising at least one helical spring engaged in a hole of an annular linear connection and arranged between a corresponding finger end and the bottom of the hole.

L’invention concerne également une turbine de turbomachine comprenant un distributeur ainsi défini.The invention also relates to a turbomachine turbine comprising a distributor thus defined.

L’invention concerne également une turbomachine comprenant une turbine ainsi définie. The invention also relates to a turbomachine comprising a turbine thus defined.

est une vue en coupe longitudinale partielle d’une turbine basse pression selon l’Etat de la technique ; is a view in partial longitudinal section of a low pressure turbine according to the state of the art;

est une vue locale en coupe longitudinale d’un joint d’étanchéité selon l’Etat de la technique ; is a local view in longitudinal section of a seal according to the state of the art;

est une vue en perspective d’un distributeur de turbine basse pression selon l’invention ; is a perspective view of a low pressure turbine nozzle according to the invention;

est une vue en perspective d’une portion de distributeur avec sa liaison à l’élément annulaire d’étanchéité interne dans le distributeur selon l’invention ; is a perspective view of a distributor portion with its connection to the annular internal sealing element in the distributor according to the invention;

est une vue en perspective montrant la liaison linéaire annulaire radiale liant un pied de distributeur avec l’élément annulaire d’étanchéité interne selon l’invention ; is a perspective view showing the radial annular linear connection connecting a dispenser foot with the annular internal sealing element according to the invention;

est une vue en coupe latérale lors du début du montage d’un distributeur selon l’invention dans une turbine ; is a side sectional view at the beginning of the assembly of a distributor according to the invention in a turbine;

est une vue en coupe latérale lors en fin de montage d’un distributeur selon l’invention dans une turbine. is a side sectional view at the end of assembly of a distributor according to the invention in a turbine.

EXPOSEXPOS ÉE DETAILLDETAIL ÉE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERSPARTICULAR EMBODIMENTS

Le distributeur repéré par 16 sur la figure 3 est formé de plusieurs secteurs aubagés repérés par 17 réunis pour constituer conjointement un ensemble ayant une forme de révolution, qui est solidarisé par sa pérhiphérie externe au carter du turboréacteur pour être maintenu à celui-ci.The distributor marked with 16 in FIG. 3 is made up of several bladed sectors marked with 17 joined together to jointly form an assembly having a shape of revolution, which is secured by its outer periphery to the casing of the turbojet engine in order to be held thereto.

Chaque secteur aubagé 17 comporte une tête radialement externe, et un pied radialement interne, ayant chacun une forme de montant arqué, reliés l’un à l’autre par des pales fixes qui sont ici au nombre de quatre.Each bladed sector 17 comprises a radially outer head, and a radially inner foot, each having the shape of an arcuate upright, connected to one another by fixed blades which here are four in number.

L’ensemble des têtes des secteurs aubagés définissent une structure annulaire externe du distributeur 16 alors que l’ensemble des pieds définissent une structure annulaire interne de ce distributeur 16.All of the heads of the bladed sectors define an external annular structure of the distributor 16 while all of the feet define an internal annular structure of this distributor 16.

Complémentairement, ce distributeur 16 porte un élément annulaire d’étanchéité interne 18 formé et qui est pourvu à sa face radialement interne d’une couronne de matériau abradable 19 coopérant avec des léchettes telles que les léchettes 13 de la figure 2, pour former avec celles-ci une barrière étanche.Additionally, this distributor 16 carries an annular inner sealing element 18 formed and which is provided on its radially inner face with a ring of abradable material 19 cooperating with wipers such as the wipers 13 of FIG. 2, to form with those this is a watertight barrier.

Selon l’invention, l’élément annulaire d’étanchéité 18 est solidarisé aux secteurs aubagés par des liaisons linéaires annulaires orientées radialement pour assurer qu’il reste centré sur l’axe AX y compris lorsqu’il se dilate et se contracte sous l’effet des variations thermiques.According to the invention, the annular sealing element 18 is secured to the bladed sectors by annular linear connections oriented radially to ensure that it remains centered on the axis AX including when it expands and contracts under the effect of thermal variations.

Sur la figure 4, un secteur aubagé 17 comporte un pied 21 relié par quatre aubes 22, 23, 24, 25 à sa tête qui n’est pas représentée sur cette figure. Ce pied 21 a une forme d’arc annulaire ayant dans un plan passant par l’axe longitudinal AX une section dont la forme correspond à la lettre T. Il comporte plus particulièrement une plateforme 27 en forme de portion de tronc de cylindre, ou de tronc de cône, prolongée vers l’axe AX par une paroi radiale 28 rigidificatrice en forme de portion de couronne plane s’étendant selon un plan normal à l’axe AX. En d’autres termes, le pied 21 a une forme de profilé en T, qui s’étend sur une portion angulaire correspondant à l’étendue circonférentielle du secteur aubagé 17, autour de l’axe AX.In Figure 4, a bladed sector 17 has a foot 21 connected by four blades 22, 23, 24, 25 to its head which is not shown in this figure. This foot 21 has the shape of an annular arc having, in a plane passing through the longitudinal axis AX, a section whose shape corresponds to the letter T. It comprises more particularly a platform 27 in the form of a portion of a truncated cylinder, or of truncated cone, extended towards the axis AX by a stiffening radial wall 28 in the form of a flat crown portion extending along a plane normal to the axis AX. In other words, the foot 21 has the shape of a T-section, which extends over an angular portion corresponding to the circumferential extent of the bladed sector 17, around the axis AX.

L’élément annulaire d’étanchéité 18 qui s’étend autour de l’axe AX, comporte ici un montant annulaire 29 s’étendant sur 360° autour de l’axe AX, et qui présente une face radialement interne couverte d’un matériau abradable 19 s’étendant de façon sensiblement continue sur toute cette surface.The annular sealing element 18 which extends around the axis AX, here comprises an annular upright 29 extending over 360° around the axis AX, and which has a radially internal face covered with a material abradable 19 extending substantially continuously over this entire surface.

Le montant annulaire 29 comporte une portion cylindrique 30 coaxiale à l’axe AX, pourvue d’un rebord central externe 31 en forme de couronne plane d’orientation normale à l’axe AX, la portion cylindrique 30 portant le matériau abradable 19 et le rebord central externe 31 étant en liaison avec la paroi radiale 28.The annular upright 29 comprises a cylindrical portion 30 coaxial with the axis AX, provided with an outer central rim 31 in the form of a flat crown oriented normal to the axis AX, the cylindrical portion 30 carrying the abradable material 19 and the outer central flange 31 being in connection with the radial wall 28.

Comme illustré sur la figure 4, lorsque l’ensemble est en place, le rebord 31 s’étend au droit de la paroi radiale 28.As illustrated in Figure 4, when the assembly is in place, the rim 31 extends in line with the radial wall 28.

Plus précisément, le rebord central externe 31 de l’élément annulaire d’étanchéité 18 est lié à la paroi radiale 28 du pied 21 par une liaison linéaire annulaire 32 qui est formée par un doigt radial 33 prolongeant le rebord 31, qui est engagé dans un trou correspondant 34 pour coulisser dans celui-ci. Ce trou 34 s’étend lui aussi radialement par rapport à l’axe AX, en étant formé dans l’épaisseur de la paroi radiale 28.More precisely, the outer central flange 31 of the annular sealing element 18 is linked to the radial wall 28 of the foot 21 by an annular linear link 32 which is formed by a radial finger 33 extending the flange 31, which is engaged in a corresponding hole 34 to slide therein. This hole 34 also extends radially with respect to the axis AX, being formed in the thickness of the radial wall 28.

Plus particulièrement, et comme visible sur la figure 5, le doigt 33 comporte un corps 36 généralement cylindrique ayant un diamètre significativement inférieur à celui du trou 34, et qui est terminé par un bulbe 37 ayant un diamètre externe correspondant à celui du trou 34.More particularly, and as seen in Figure 5, the finger 33 comprises a generally cylindrical body 36 having a diameter significantly smaller than that of the hole 34, and which is terminated by a bulb 37 having an external diameter corresponding to that of the hole 34.

La coopération du doigt 33 avec le trou 34 constitue ainsi une liaison linéaire annulaire, c’est-à-dire présentant quatre degrés de liberté. Comme représenté sur la figure 5, le doigt 33 et le trou 34 s’étendent selon une direction radiale repérée par AR.The cooperation of the finger 33 with the hole 34 thus constitutes an annular linear connection, that is to say having four degrees of freedom. As shown in Figure 5, the finger 33 and the hole 34 extend in a radial direction marked AR.

Plus concrètement, le doigt 33 engagé dans le trou 34 est ainsi libre de :More concretely, the finger 33 engaged in the hole 34 is thus free to:

– se translater le long de l’axe radial AR ;– translate along the radial axis AR;

– tourner dans un plan contenant les axes AR et AX ;– rotate in a plane containing the AR and AX axes;

– tourner dans un plan normal à l’axe AX et contenant l’axe AR ;– rotate in a plane normal to the AX axis and containing the AR axis;

– tourner sur lui-même autour de l’axe AR.– turn on itself around the rear axis.

L’invention tire parti du degré de liberté en translation, qui permet à l’élément annulaire d’étanchéité 18 de se dilater et de se contracter sans s’excentrer par rapport à l’axe AX. Lorsque la température de l’élément annulaire d’étanchéité diminue par rapport à celle des secteurs aubagés, il peut se rétracter en restant centré sur l’axe AX, tout en établissant alors un jeu radial entre sa face externe et les pieds des secteurs aubagés. Lorsque la température de l’élément annulaire d’étanchéité augmente par rapport à celle des secteurs aubagés, il peut se dilater en diminuant le jeu radial séparant sa face radialement externe et les pieds de secteurs aubagés. Ainsi, la position radiale de l’élément annulaire d’étancheité 18 est moins impactée par les variations de température pouvant survenir dans la veine d’écoulement des gaz, assurant ainsi une meilleure maîtrise des jeux en fonctionnement.The invention takes advantage of the degree of freedom in translation, which allows the annular sealing element 18 to expand and contract without being offset with respect to the axis AX. When the temperature of the annular sealing element decreases with respect to that of the bladed sectors, it can retract while remaining centered on the axis AX, while then establishing a radial play between its external face and the feet of the bladed sectors. . When the temperature of the annular sealing element increases in relation to that of the bladed sectors, it can expand by reducing the radial play separating its radially outer face and the feet of the bladed sectors. Thus, the radial position of the annular sealing element 18 is less affected by the temperature variations that may occur in the gas flow path, thus ensuring better control of the clearances in operation.

L’invention tire également parti du degré de liberté en rotation dans un plan passant par les axe AX et AR, qui autorise une inclinaison du secteur aubagé 17 par rapport à un plan normal à l’axe AX, cette inclinaison étant appelée basculement.The invention also takes advantage of the degree of freedom in rotation in a plane passing through the axes AX and AR, which allows an inclination of the bladed sector 17 with respect to a plane normal to the axis AX, this inclination being called tilting.

Afin d’accroître le basculement maximal possible pour un secteur aubagé 17, le trou 34 présente une embouchure, repérée par 38 sur la figure 5, qui est évasée de façon à accroître l’inclinaison maximale possible du doigt 33 par rapport au trou 34.In order to increase the maximum possible tilting for a bladed sector 17, the hole 34 has a mouth, marked 38 in Figure 5, which is flared so as to increase the maximum possible inclination of the finger 33 with respect to the hole 34.

Par ailleurs, l’inclinaison maximale possible du doigt 33 est aussi conditionnée par l’écart de diamètre entre le corps 36 du doigt et le diamètre du trou 34 : l’inclinaison maximale est d’autant plus élevée que cet écart de diamètres est important.Furthermore, the maximum possible inclination of the finger 33 is also conditioned by the difference in diameter between the body 36 of the finger and the diameter of the hole 34: the maximum inclination is all the higher as this difference in diameters is important. .

Dans l’exemple des figures, le bulbe 37 a une forme d’olive, mais d’autres formes bombées sont envisageables comme notamment une forme sphérique, voire une forme de disque, l’élément déterminant en ce qui concerne ce bulbe étant son diamètre externe qui correspond au diamètre nominal du trou 34.In the example of the figures, the bulb 37 has an olive shape, but other curved shapes are possible, such as in particular a spherical shape, or even a disc shape, the determining element with regard to this bulb being its diameter. external which corresponds to the nominal diameter of the hole 34.

Complémentairement, un ressort hélicoïdal peut être engagé dans le trou 34 pour être interposé entre l’extrémité du doigt 33 et le fond du trou 34, de manière à être continuellement sollicité en compression, afin de limiter les vibrations du secteur aubagé et de l’élément annulaire d’étanchéité 18 lorsque l’ensemble est en service.Additionally, a helical spring can be engaged in the hole 34 to be interposed between the end of the finger 33 and the bottom of the hole 34, so as to be continuously stressed in compression, in order to limit the vibrations of the bladed sector and of the annular sealing element 18 when the assembly is in service.

Le nombre de liaisons linéaires annulaires est au minimum de trois, avantageusement réparties de façon régulière autour de l’axe AX, pour assurer un maintien centré de l’élément annulaire d’étanchéité 18 y compris lorsque son diamètre fluctue avec les variations thermiques.The number of annular linear connections is at least three, advantageously distributed evenly around the axis AX, to ensure centered maintenance of the annular sealing element 18 including when its diameter fluctuates with thermal variations.

Autrement dit, grâce aux liaisons linéaires annulaires radiales, le montage de l’élément annulaire d’étanchéité est sensiblement isostatique. Lorsque le diamètre nominal de l’élément annulaire d’étanchéité 18 augmente par rapport au diamètre interne délimité par les pieds des secteurs aubagés, les différents doigts des liaisons coulissent radialement dans leurs trous respectifs sur sensiblement les mêmes courses, de sorte que le centrage de l’élément annulaire d’étanchéité 18 sur l’axe AX est conservé.In other words, thanks to the radial annular linear connections, the mounting of the annular sealing element is substantially isostatic. When the nominal diameter of the annular sealing element 18 increases with respect to the internal diameter delimited by the feet of the bladed sectors, the various fingers of the connections slide radially in their respective holes over substantially the same strokes, so that the centering of the annular sealing element 18 on the axis AX is retained.

D’une manière générale, le nombre de liaisons linéaires annulaires à mettre en œuvre est conditionné par la tenue mécanique requise pour l’élément annulaire d’étanchéité interne. Ce nombre de liaisons qui est au minimum de trois peut être augmenté pour prévoir par exemple une liaison linéaire annulaire de l’élément annulaire d’étanchéité avec chaque secteur aubagé composant le distributeur.In general, the number of annular linear connections to be implemented is conditioned by the mechanical strength required for the annular internal sealing element. This number of connections, which is at least three, can be increased to provide, for example, an annular linear connection of the annular sealing element with each bladed sector making up the distributor.

En autorisant un basculement des secteurs aubagés par rapport à l’élément annulaire d’étanchéité, les liaisons linéaires annulaires simplifient le montage du distributeur en permettant son montage dit en bascule, comme illustré schématiquement sur les figures 6 et 7.By authorizing a tilting of the bladed sectors with respect to the annular sealing element, the annular linear connections simplify the assembly of the distributor by allowing its so-called tilting assembly, as illustrated schematically in Figures 6 and 7.

Le montage du distributeur 16 consiste ainsi à le rapprocher dans son ensemble du disque aubagé adjaçent, repéré par 39 sur les figures 6 et 7, en le déplaçant le long de l’axe AX, l’ensemble constitué par les secteurs aubagés 17 et l’élément annulaire d’étanchéité 18 formant alors un tout. Ce rapprochement est effectué jusqu’à engager les têtes 41 des secteurs aubagés 17 dans les attaches correspondantes d’un carter 42 entourant l’ensemble.The assembly of the distributor 16 thus consists in bringing it as a whole closer to the adjacent bladed disc, identified by 39 in FIGS. 6 and 7, by moving it along the axis AX, the assembly consisting of the bladed sectors 17 and the annular sealing element 18 then forming a whole. This approximation is carried out until the heads 41 of the bladed sectors 17 are engaged in the corresponding attachments of a casing 42 surrounding the assembly.

Comme illustré schématiquement sur la figure 7, une fois que les têtes 41 sont solidarisées au carter 42, le basculement des secteurs 17 autorisé par les liaisons 32 permet d’ajuster longitudinalement la position de l’élément annulaire d’étanchéité 18, pour le placer au droit de léchettes correspondantes 43 portées par le disque aubagé 39.As schematically illustrated in FIG. 7, once the heads 41 are secured to the casing 42, the tilting of the sectors 17 authorized by the links 32 makes it possible to adjust the position of the annular sealing element 18 longitudinally, in order to place it to the right of corresponding wipers 43 carried by the bladed disc 39.

Durant toute la phase de montage, l’élément annulaire d’étanchéité reste centré sur l’axe AX, indépendamment du basculement plus ou moins important des secteurs aubagés. Grâce à la conservation du centrage de l’élément annulaire d’étanchéité lors du montage, il reste concentrique avec les léchettes, ce qui permet de le translater aisément le long de l’axe AX autour de ces léchettes.Throughout the assembly phase, the annular sealing element remains centered on the axis AX, regardless of the greater or lesser tilting of the bladed sectors. Thanks to the conservation of the centering of the annular sealing element during assembly, it remains concentric with the wipers, which allows it to be easily translated along the axis AX around these wipers.

Par ailleurs, les dillatations thermiques différentielles tendent aussi à provoquer un basculement des secteurs aubagés, de sorte que la présence des liaisons linéaires annulaires qui autorisent ce basculement permet de réduire les contraintes mécaniques subies par l’ensemble du distributeur dans tous les états thermiques du turboréacteur.Furthermore, the differential thermal expansions also tend to cause a tilting of the bladed sectors, so that the presence of the annular linear connections which allow this tilting makes it possible to reduce the mechanical stresses undergone by the whole of the distributor in all the thermal states of the turbojet. .

Claims (10)

Distributeur (16) de turbine, comportant des secteurs aubagés (17) agencés en formant une couronne autour d’un axe longitudinal (AX), chaque secteur aubagé (17) comportant une tête et un pied (21) reliés l’un à l’autre par au moins une aube (22-25), un élément annulaire d’étanchéité (18) entouré et porté par des pieds (21) de secteurs aubagés (17) et qui présente une face radialement interne couverte d’un matériau abradable (19), et au moins trois liaisons linéaires annulaires (32) orientées radialement par rapport à l’axe longitudinal (AX), chaque liaison linéaire annulaire (32) reliant l’élément annulaire d’étanchéité (18) à un pied (21) de secteur aubagé (17).Turbine distributor (16), comprising bladed sectors (17) arranged to form a ring around a longitudinal axis (AX), each bladed sector (17) comprising a head and a foot (21) connected to each other the other by at least one vane (22-25), an annular sealing element (18) surrounded and carried by roots (21) of bladed sectors (17) and which has a radially inner face covered with an abradable material (19), and at least three annular linear connections (32) oriented radially with respect to the longitudinal axis (AX), each annular linear connection (32) connecting the annular sealing element (18) to a foot (21 ) of bladed sector (17). 2. Distributeur selon la revendication 1, dans lequel chaque secteur aubagé (17) comporte une liaison linéaire annulaire (32), l’élément annulaire d’étanchéité (18) étant relié à chaque secteur aubagé (17) par une liaison linéaire annulaire (32) correspondante.2. Distributor according to claim 1, wherein each bladed sector (17) comprises an annular linear connection (32), the annular sealing element (18) being connected to each bladed sector (17) by an annular linear connection ( 32) corresponding. 3. Distributeur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque liaison linéaire annulaire (32) comporte un doigt (33) comprenant un corps (36) portant un bulbe (37), et un trou correspondant (34) ayant un diamètre correspondant à celui du bulbe (37), le bulbe (37) étant coulissant dans le trou (34).3. Dispenser according to claim 1 or 2, wherein each annular linear connection (32) comprises a finger (33) comprising a body (36) carrying a bulb (37), and a corresponding hole (34) having a diameter corresponding to that of the bulb (37), the bulb (37) being sliding in the hole (34). 4. Distributeur selon la revendication 3, dans lequel au moins un trou (34) présente une embouchure (38) évasée.4. Dispenser according to claim 3, wherein at least one hole (34) has a mouth (38) flared. 5. Distributeur selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le doigt (33) de chaque liaison annulaire (32) est porté par l’élément annulaire d’étanchéité (18) et dans lequel le trou correspondant (34) est formé dans un pied (21) de secteur aubagé (17).5. Dispenser according to claim 3 or 4, wherein the finger (33) of each annular connection (32) is carried by the annular sealing element (18) and wherein the corresponding hole (34) is formed in a foot (21) of bladed sector (17). 6. Distributeur selon l’une des revendications 4 à 5, comprenant au moins un pied (21) de secteur aubagé (17) pourvu d’une paroi radiale (28) dans laquelle est formé un trou (34) d’une liaison linéaire annulaire (32), ce trou (34) s’étendant radialement.6. Distributor according to one of claims 4 to 5, comprising at least one foot (21) of bladed sector (17) provided with a radial wall (28) in which is formed a hole (34) of a linear connection annular (32), this hole (34) extending radially. 7. Distributeur selon l’une des revendications 3 à 6, dans lequel chaque bulbe (37) est situé en extrémité libre d’un corps (36) de doigt (33) correspondant.7. Dispenser according to one of claims 3 to 6, wherein each bulb (37) is located at the free end of a body (36) of corresponding finger (33). 8. Distributeur selon l’une des revendications 3 à 7, comportant au moins un ressort hélicoïdal engagé dans un trou (34) d’une liaison linéaire annulaire (32) et disposé entre une extrémité de doigt (33) correspondant et le fond du trou (34).8. Distributor according to one of claims 3 to 7, comprising at least one helical spring engaged in a hole (34) of an annular linear connection (32) and disposed between a corresponding finger end (33) and the bottom of the hole (34). 9. Turbine de turbomachine comprenant un distributeur selon l’une des revendications 1 à 8.9. Turbomachine turbine comprising a distributor according to one of claims 1 to 8. 10. Turbomachine comprenant une turbine selon la revendication 9.10. Turbomachine comprising a turbine according to claim 9.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US3529904A (en) * 1968-10-28 1970-09-22 Westinghouse Electric Corp Diaphragm seal structure
US10436051B2 (en) * 2014-10-23 2019-10-08 United Technologies Corporation Seal support structure
FR3083564A1 (en) * 2018-07-05 2020-01-10 Safran Aircraft Engines TURBINE COMPRISING AN ABRADABLE ELEMENT WITH AN ADJUSTABLE RADIAL POSITION

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3529904A (en) * 1968-10-28 1970-09-22 Westinghouse Electric Corp Diaphragm seal structure
US10436051B2 (en) * 2014-10-23 2019-10-08 United Technologies Corporation Seal support structure
FR3083564A1 (en) * 2018-07-05 2020-01-10 Safran Aircraft Engines TURBINE COMPRISING AN ABRADABLE ELEMENT WITH AN ADJUSTABLE RADIAL POSITION

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