FR3106158A1 - Couronne aubagée sectorisée pour turbomachine comprenant un organe d’étanchéité inter-secteurs a compatibilite de forme ameliorée - Google Patents

Couronne aubagée sectorisée pour turbomachine comprenant un organe d’étanchéité inter-secteurs a compatibilite de forme ameliorée Download PDF

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Abstract

Une couronne aubagée sectorisée pour turbine de turbomachine d’aéronef comprend un organe d’étanchéité (48) comprenant une paroi intercalaire (51) disposée entre deux faces latérales respectives de deux secteurs de la couronne aubagée. Une ou plusieurs premières rainures sont ménagées dans une première des faces latérales en formant une première configuration de rainure(s), et une ou plusieurs deuxièmes rainures sont ménagées dans la deuxième face latérale en formant une deuxième configuration de rainure(s). Les première et deuxième configurations de rainure(s) sont non coïncidentes par superposition. L’organe d’étanchéité (48) comprend une ou plusieurs premières nervures d’étanchéité (E1, E2, E3, E4, E5) qui dépassent de la paroi intercalaire (51) et logent dans la première configuration de rainure(s), et une ou plusieurs deuxièmes nervures d’étanchéité (H1, H2, H3, H4) qui dépassent de la paroi intercalaire (51) et logent dans la deuxième configuration de rainure(s). Figure pour l’abrégé : Fig.10

Description

COURONNE AUBAGÉE SECTORISÉE POUR TURBOMACHINE COMPRENANT UN ORGANE D’ÉTANCHÉITÉ INTER-SECTEURS A COMPATIBILITE DE FORME AMELIORÉE
L’invention se rapporte au domaine des aubages de turbomachine, notamment à une couronne aubagée sectorisée incluant un dispositif d’étanchéité inter-secteurs.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Une turbomachine comporte classiquement une ou plusieurs turbines se présentant sous la forme d’une succession d’étages traversés par un flux de gaz.
Chaque étage est composé d’une roue aubagée rotorique, à savoir une partie tournante autour de l’axe central de la turbomachine, et d’une couronne aubagée statorique laquelle est fixée à un carter (stator) et dont la fonction est de redresser le flux d’air en amont de la roue aubagée.
Les couronnes aubagées statoriques de turbine, également dénommées distributeurs, sont usuellement formées d’un assemblage de secteurs monobloc indépendants et agencés circonférentiellement bout-à-bout autour de l’axe central de la turbomachine. Chaque secteur comprend deux plates-formes coaxiales s'étendant l'une à l'intérieur de l'autre et reliées entre elles par une rangée de pales espacées les unes des autres.
Cette sectorisation est une particularité de conception adoptée par les motoristes en ce qu’elle permet de limiter les coûts de fabrication, de faciliter l’assemblage, et d’allonger la durée de vie en service des distributeurs, la réutilisation d’un distributeur défectueux étant rendue possible en remplaçant avantageusement les secteurs endommagés en maintenance.
En pratique, il existe un jeu entre deux secteurs adjacents au niveau des plateformes, du fait des tolérances de fabrication et d’assemblage. Une partie du flux d’air circulant dans la turbine est susceptible de contourner les pales en pénétrant dans un tel espace inter-plateformes, ce qui réduit le travail mécanique utile de la turbine et limite par conséquent la poussée générée par la turbomachine tout en augmentant sa consommation de carburant.
Pour résoudre ce problème, il est connu du document FR3033827 de prévoir un distributeur sectorisé 1 dans lequel des languettes 2 sont prévues pour obstruer les espaces définis entre les plateformes intérieures et extérieures 3, 4 de chaque couple de secteurs 6 adjacents, comme illustré sur la figure 1 annexée. Chaque languette 2 s’étend le long de l’espace inter-secteurs défini au niveau des plateformes 3, 4 en étant engagée de part et d’autre de cet espace dans des rainures 7 pratiquées dans les plateformes à cet effet, en-vis-à-vis l’une de l’autre.
Comme il est compris, cette solution impose que les fentes 7 soient ménagées dans les plateformes 3, 4 de secteurs adjacents de manière à venir dans le prolongement l’une de l’autre, et ainsi pouvoir recevoir chacune une portion d’une même languette 2 lors de l’assemblage du distributeur. Autrement dit, l’utilisation des languettes 2 conformément à la solution du document FR3033827 impose un alignement des rainures dans la direction circonférentielle, c'est-à-dire impose que les rainures coïncident circonférentiellement par superposition, ce qui constitue une contrainte en matière de dimensionnement lors de la conception et de la fabrication des secteurs de distributeur.
En particulier, il a été constaté qu’une telle condition d’alignement restreint les possibilités en matière de fabrication des distributeurs, notamment lorsqu’il est envisagé de fabriquer des distributeurs comprenant des secteurs constitués de matériaux différents et/ou ayant des géométries différentes.
Le but de l’invention est de proposer une solution visant à résoudre cette problématique.
À cet effet, l’invention a pour objet un organe d’étanchéité destiné à coopérer avec un couple formé d’un premier secteur et un deuxième secteur d’une couronne aubagée pour turbomachine d’aéronef s’étendant suivant une direction circonférentielle autour d’un axe, les premier et deuxième secteurs comprenant chacun au moins une pale raccordée à au moins une plateforme délimitée dans la direction circonférentielle par une première face latérale respective et une deuxième face latérale respective agencées respectivement de deux côtés circonférentiels opposés de la plateforme,
la première face latérale de la plateforme du premier secteur étant adjacente à la deuxième face latérale de la plateforme du deuxième secteur suivant la direction circonférentielle, au moins une première rainure étant ménagée dans la plateforme du premier secteur et débouchant sur la première face latérale correspondante en formant un premier motif de rainure(s) sur cette première face latérale, et au moins une deuxième rainure étant ménagée dans la plateforme du deuxième secteur et débouchant sur la deuxième face latérale correspondante en formant un deuxième motif de rainure(s) sur cette deuxième face latérale,
l’organe d’étanchéité comprenant :
- une paroi intercalaire comprenant une première surface et une deuxième surface, cette paroi intercalaire étant configurée pour être disposée entre les plateformes respectives du premier secteur et du deuxième secteur de sorte que la première surface soit en regard de la première face latérale du premier secteur et que la deuxième surface soit en regard de la deuxième face latérale du deuxième secteur,
- au moins une première nervure d’étanchéité qui dépasse en saillie de la première surface de la paroi intercalaire en formant au niveau de cette première surface un premier motif de nervure(s), ce premier motif de nervure(s) étant adapté au premier motif de rainure(s) de sorte que la première nervure d’étanchéité est apte à loger dans la première rainure ou chaque première nervure d’étanchéité est apte à loger respectivement dans chaque première rainure, et
- au moins une deuxième nervure d’étanchéité qui dépasse en saillie de la deuxième surface de la paroi intercalaire en formant au niveau de cette première surface un deuxième motif de nervure(s) qui est différent du premier motif de nervure(s), ce deuxième motif de nervure(s) étant adapté au deuxième motif de rainure(s) de manière à ce que la deuxième nervure d’étanchéité est apte à loger dans la deuxième rainure ou chaque deuxième nervure d’étanchéité est apte à loger respectivement dans chaque deuxième rainure.
L’organe d’étanchéité forme ainsi une barrière empêchant ou limitant tout au moins la circulation d’air entre les plateformes des premier et deuxième secteurs, malgré la différence de configuration des rainures ménagées dans les plateformes avec lesquelles cet organe d’étanchéité coopère. L’invention rend ainsi possible la fabrication de distributeurs comprenant des secteurs constitués de matériaux différents et/ou ayant des géométries différentes, sans compromettre l’étanchéité entre secteurs adjacents.
L’invention concerne également un organe d’étanchéité ainsi défini, dans lequel le premier motif de nervure(s) comprend au moins deux premières nervures d’étanchéité s’étendant selon des lignes sécantes et/ou le deuxième motif de nervure(s) comprend au moins deux deuxième nervures d’étanchéité s’étendant selon des lignes sécantes.
L’invention concerne également un organe d’étanchéité ainsi défini, dans lequel le premier motif de nervure(s) comprend au moins deux premières nervures d’étanchéité intégralement espacées l’une de l’autre et/ou le deuxième motif de nervure(s) comprend au moins deux deuxièmes nervures d’étanchéité intégralement espacées l’une de l’autre.
L’invention concerne également une couronne aubagée pour turbomachine d’aéronef, s’étendant suivant une direction circonférentielle autour d’un axe et comprenant une pluralité de secteurs comprenant chacun au moins une pale raccordée à au moins une plateforme délimitée dans la direction circonférentielle par une première face latérale respective et une deuxième face latérale respective agencées respectivement de deux côtés circonférentiels opposés de la plateforme, au moins un couple formé d’un premier secteur et un deuxième secteur adjacents appartenant à la pluralité de secteurs étant tel que la première face latérale de la plateforme du premier secteur est adjacente à la deuxième face latérale de la plateforme du deuxième secteur suivant la direction circonférentielle, au moins une première rainure étant ménagée dans la plateforme du premier secteur et débouchant sur la première face latérale correspondante en formant un premier motif de rainure(s) sur cette première face latérale, et au moins une deuxième rainure étant ménagée dans la plateforme du deuxième secteur et débouchant sur la deuxième face latérale correspondante en formant un deuxième motif de rainure(s) sur cette deuxième face latérale,
la couronne aubagée comprenant au moins un organe d’étanchéité ainsi défini qui coopère avec le couple formé du premier secteur et du second secteur, au sens où :
- la paroi intercalaire est disposée entre les plateformes respectives du premier secteur et du deuxième secteur de sorte que la première surface soit en regard de la première face latérale de la plateforme du premier secteur et que la deuxième surface soit en regard de la deuxième face latérale de la plateforme du deuxième secteur,
- la première nervure d’étanchéité loge dans la première rainure ou chaque première nervure d’étanchéité loge respectivement dans chaque première rainure,
- la deuxième nervure d’étanchéité loge dans la deuxième rainure ou chaque deuxième nervure d’étanchéité loge respectivement dans chaque deuxième rainure.
L’invention concerne également une couronne aubagée ainsi définie, dans laquelle le premier secteur et le deuxième secteur sont formés chacun d’un seul tenant et sont réalisés respectivement en des matériaux différents.
L’invention concerne également une couronne aubagée ainsi définie, dans laquelle tout couple de secteurs circonférentiellement consécutifs parmi la pluralité de secteurs est associé à un organe d’étanchéité correspondant.
L’invention concerne également une turbine pour turbomachine d’aéronef, ou un banc d’essai de turbomachine d’aéronef, comprenant au moins une couronne aubagée ainsi définie.
L’invention concerne également une turbomachine d’aéronef comprenant au moins une turbine ainsi définie.
est une vue, déjà décrite, schématique en perspective d’une portion de redresseur selon un art antérieur ;
est une vue schématique en coupe axiale d’une turbomachine ;
est une vue schématique en coupe axiale d’une turbine de la turbomachine de la figure 2 ;
est une vue schématique partielle en perspective d’une couronne aubagée selon un mode de réalisation de l’invention ;
est une vue schématique partielle en section selon un plan tangent aux directions radiales et circonférentielle, de la couronne aubagée de la figure 4 privée d’un organe d’étanchéité de celle-ci, illustrant la juxtaposition de plateformes extérieures respectives d’un premier secteur et d’un deuxième secteur de la couronne aubagée ;
est une vue schématique partielle de côté du premier secteur de couronne aubagée de la figure 5, illustrant une première face latérale de la plateforme extérieure du premier secteur de couronne aubagée ;
est une vue schématique partielle de côté du deuxième secteur de couronne aubagée de la figure 5, illustrant une deuxième face latérale de la plateforme extérieure du deuxième secteur de couronne aubagée ;
illustre une vue schématique en projection dans le plan P de la figure 5, des première et deuxième faces latérales de plateforme des figures 6 et 7 ;
est une vue semblable à la figure 5, dans laquelle est en outre représenté l’organe d’étanchéité de la couronne aubagée de la figure 4 ;
est une vue schématique en perspective de l’organe d’étanchéité de la couronne aubagée de la figure 4 ;
est une vue schématique en perspective de l’organe d’étanchéité de la couronne aubagée de la figure 4 depuis un autre point de vue.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
En référence à la figure 2, il est représenté une turbomachine 11 d’aéronef selon un mode de réalisation préféré de l’invention. Il s’agit ici d’un turboréacteur à double flux et à double corps. Néanmoins, il pourrait s’agir d’une turbomachine d’un autre type, par exemple un turbopropulseur ou un turbomoteur, sans sortir du cadre de l’invention. La turbomachine 11 présente un axe central AX autour duquel s’étendent ses différents composants.
Dans l’ensemble de cette description, la direction axiale est la direction de l’axe AX. La direction radiale, définie par l’axe AY, est en tout point une direction orthogonale à l’axe AX et passant par ce dernier, et la direction circonférentielle AZ est en tout point une direction orthogonale aux directions axiale et radiale. Concrètement, un élément est dit radialement « extérieur » ou « externe » par rapport à un autre s’il est plus éloigné de l’axe AX que l’autre, et réciproquement un élément est dit radialement « intérieur » ou « interne » s’il est moins éloigné de l’axe AX que l’autre.
Les termes « amont » et « aval » sont à considérer selon la direction longitudinale et notamment selon un sens principal d’écoulement des gaz noté S.
La turbomachine 11 est délimitée par un carter moteur 12 s’étendant depuis sa partie amont AM, pour délimiter une manche d’entrée 13 au niveau de laquelle l’air s’engouffre dans la turbomachine, jusqu’à sa partie aval AV, pour délimiter une tuyère 14 d’éjection des gaz.
Cette turbomachine 11 comporte un générateur de gaz 15 comprenant une chambre de combustion 16 de part et d’autre de laquelle sont agencés axialement des compresseurs basse pression 17 et haute pression 18 en amont, et des turbines haute pression 19 et basse pression 21 en aval. Ensemble, les compresseur et turbine basse pression 17, 21 sont portés par un arbre basse pression centré sur l’axe AX et, de la même manière, les compresseur et turbine haute pression 18, 19 sont portés par un arbre haute pression centré également sur l’axe AX.
En amont du compresseur basse pression 17, la turbomachine comporte une soufflante 22, ou fan, qui est entraînée par l’arbre basse pression, directement par exemple via des cannelures ou indirectement par exemple via un réducteur.
En aval de la soufflante 22, la turbomachine définit une veine d’écoulement d’air dite primaire 24, associée au générateur de gaz 15, et une veine d’écoulement d’air dite secondaire 26 qui entoure radialement la veine primaire 24. Les veines primaire et secondaire 24 et 26 sont séparées l’une de l’autre par un carter dit inter-veine, repéré par 27, qui forme dans sa partie amont un bec 28 exposé directement à l’air propulsé par la soufflante vers l’aval. Une division de l’air s’amorce au niveau de ce bec 28, en formant d’une part un flux primaire Fp qui traverse la veine primaire 24 pour alimenter le générateur de gaz 15, et d’autre part un flux secondaire Fs qui parcourt la veine secondaire 26 pour être éjecté directement vers l’aval de la turbomachine 11.
La turbine basse pression 21 est formée d’une succession d’étages le long de la direction axiale de la turbomachine et dont le nombre est établi selon les besoins énergétiques du compresseur basse pression et de la soufflante qu’elle entraîne en rotation. Dans l’exemple de la figure 3, illustrant une portion de la turbine basse pression 21, on distingue quatre étages repérés par 31a, 31b, 31c et 31d. Chaque étage comprend une couronne aubagée 32a, 32b, 32c, 32d en amont, également dénommée distributeur, et une roue aubagée 33a, 33b, 33c et 33d en aval. La roue aubagée est une partie tournante extrayant de l’énergie au flux la parcourant pour se mouvoir, tandis que chaque distributeur est une partie fixe dont le but est d’accélérer et de guider le flux provenant de la roue mobile de l’étage en amont en le redirigeant vers la roue mobile directement en aval.
Les roues aubagées 33a-33d comportent chacune un disque rotatif 34, centré sur l’axe central AX de la turbomachine, qui porte une série d’aubes rotatives 36 distribuées à intervalle régulier suivant une direction circonférentielle repérée par AZ. Ces aubes rotatives 36 s’étendent chacune radialement selon AY. Les disques 34 sont notamment reliés les uns aux autres par bridage.
Pour la suite, il sera décrit un distributeur, repéré par 32 sur la figure 4, issu de l’assemblage de secteurs 38 indépendants et agencés circonférentiellement bout-à-bout. Il est à noter que l’invention telle qu’elle va être décrite peut s’appliquer à tous les distributeurs 32a- 32d de la turbine, ou bien seulement à certains d’entre eux.
Chaque secteur 38 comporte deux plates-formes coaxiales 41, 42, intérieure et extérieure respectivement, chacune en forme de portion d’anneau, et s'étendant radialement l'une à l'intérieur de l'autre. Les plateformes intérieure et extérieure 41, 42 s’étendent suivant la direction circonférentielle AZ en étant délimitées chacune par deux faces latérales opposées. Ces plateformes 41, 42 sont reliées entre elles par des pales 40, par exemple au nombre de deux comme illustré, qui s’étendent radialement et sont espacées les unes des autres suivant la direction circonférentielle AZ. En particulier, les pales 40 de chaque secteur s’étendent entre les plateformes intérieure et extérieure 41, 42 qui présentent des faces dites de glissement respectives 44, 46 en vis-à-vis l’une de l’autre dans la direction radiale AY. Ces faces de glissement 44 et 46, à l’interface avec les pales 40, délimitent conjointement la veine primaire 24.
En raison des tolérances de fabrication et d’assemblage, un contact surfacique entre deux secteurs 38 juxtaposés circonférentiellement au niveau des faces latérales de leurs plateformes n’est pas assuré. Il s’ensuit que des fractions du flux primaire Fp qui s’écoulent dans la veine primaire 24 de manière contiguë aux faces de glissement 44 et 46, repérées par des flèches sur la figure 4, sont susceptibles de s’engouffrer radialement dans ces espaces inter-plateformes en formant des fuites.
Pour résoudre cette problématique de fuites quittant la veine primaire 24, le distributeur selon l’invention est équipé d’organes d’étanchéité. Ces organes sont disposés entre les plateformes respectives consécutives 41 et/ou 42 de chaque couple de secteurs 38 juxtaposés, et s’insèrent chacun dans des rainures ménagées au niveau des faces latérales des plateformes pour former une continuité de matière entre les secteurs, et donc une barrière à l’encontre du flux.
Dans le cadre de l’invention, le distributeur 32 comprend au moins un couple de secteurs 38 juxtaposés dont les rainures ouvertes au niveau des faces latérales de plateforme en vis-à-vis présentent des motifs différents. Dans le cadre de l’invention, on entend par motifs différents de rainures un nombre différent de rainures et/ou un décalage des rainures dans la direction axiale et/ou radiale, et/ou des formes différentes de rainures.
Cette particularité permet de s’affranchir de certaines contraintes de conception, de fabrication et d’intégration des secteurs, qui en pratique ne permettent pas toujours une configuration miroir des rainures formées au niveau de deux plateformes juxtaposées dans la direction circonférentielle. A titre d’exemple, la conception des secteurs peut être conditionnée par le fait que les secteurs ne sont pas soumis aux mêmes cas de charges selon leur position dans la turbomachine, ou encore que certains secteurs assurent des fonctions spécifiques, ce qui conduit à des admissibles de dimensionnement différents. Comme il est compris, cet aspect rend incompatible l’utilisation d’un organe d’étanchéité de type feuillet lamellaire, qui requiert un alignement dans la direction circonférentielle des rainures au niveau des faces latérales en vis-à-vis pour loger les extrémités d’un tel organe d’étanchéité.
Dans la suite, l’invention sera expliquée sur la base des figures 5 et suivantes illustrant un arrangement spécifique mais non limitatif des rainures formées dans les plateformes extérieures 42 respectives d’un couple de premier et deuxième secteurs, repérés par 38D et 38G, au niveau de leur juxtaposition, et de l’organe d’étanchéité 48 qui leur est associé.
Comme visible sur la figure 5, les plateformes extérieures 42D, 42G des premier et deuxième secteurs 38D, 38G délimitent, entre leurs première et deuxième faces latérales 49D, 49G respectives en vis-à-vis l’une de l’autre, un espace inter-plateformes noté J.
Des premières rainures D1-D5, à titre non limitatif au nombre de cinq, sont ménagées suivant la direction circonférentielle AZ dans la plateforme 42D en débouchant sur la première face latérale 49D. Ces premières rainures D1-D5, dont l’orientation radiale et les étendues axiale et circonférentielle sont définies conformément aux critères de dimensionnement appliqués à la réalisation du premier secteur 38D, forment au niveau de la face latérale 49D un premier motif de rainures.
De la même manière, des deuxièmes rainures G1-G4 sont ménagées suivant la direction circonférentielle dans la plateforme extérieure 42G en débouchant sur la deuxième face latérale 49G. Ces deuxièmes rainures G1-G4, d’orientation radiale et d’étendues axiale et circonférentielle définies conformément aux critères de dimensionnement appliqués à la réalisation du deuxième secteur, forment un deuxième motif de rainures au niveau la face latérale 49G.
Dans le cadre de l’invention, les première et deuxième rainures forment des motifs différents. Il est entendu par motifs différents que les première et deuxième rainure(s) ne coïncident pas circonférentiellement par superposition des faces latérales 49D et 49G respectives des plateformes 42D et 42G. Cette particularité est notamment illustrée à la figure 7, sur laquelle la projection des faces latérales 49D et 49G suivant la direction circonférentielle sur un même plan P axial révèle que les projetées des rainures D1-D5 et G1-G4, respectivement notées D1’-D5’ et G1’-G4’, ne sont pas superposées en tout point. Toutefois, selon d’autres conceptions des première et deuxième rainures, certaines premières rainures ou certaines parties des premières rainures peuvent être agencées de sorte à coïncider avec certaines deuxièmes rainures ou parties de deuxièmes rainures.
Pour aboutir à une étanchéité admissible de la veine primaire 24 entre le premier et le deuxième secteurs 38D, 38G en zone de juxtaposition des plateformes extérieures 42D, 42G, l’invention prévoit que l’organe d’étanchéité 48 prévu à cet effet comprend une paroi intercalaire 51 qui s’étend radialement entre les faces latérales 49D et 49G, et à partir de laquelle des nervures dépassent en saillie, lesquelles nervures sont conformées de manière à pouvoir être logées dans les rainures D1-D5 et G1-G4.
Plus spécifiquement, la paroi intercalaire 51 présente une première surface 52 prévue en regard de la face latérale 49D du premier secteur et une deuxième surface 53 en regard de la face latérale 49G du deuxième secteur, lorsque l’organe d’étanchéité 48 est installé entre les plateformes 42D, 42G. Des premières nervures d’étanchéité E1-E5 dépassent de la première surface 52 en formant au niveau de cette première surface 52, à savoir au niveau de leur base formée sur la première surface 52, un premier motif de nervures. Ce premier motif de nervures correspond suivant la direction circonférentielle au premier motif de rainures de sorte que chacune des premières nervures d’étanchéité loge dans une première rainure D1-D5 correspondante formée dans la plateforme 42D du premier secteur 38D par complémentarité de forme. De manière analogue, des deuxièmes nervures d’étanchéité H1-H4 dépassent de la deuxième surface 53 en définissant au niveau de cette deuxième surface 53 un deuxième motif de nervures qui correspond suivant la direction circonférentielle au deuxième motif formé par les deuxièmes rainures, de sorte que chacune des deuxièmes nervures d’étanchéité loge dans une deuxième rainure G1-G4 correspondante formée dans la plateforme 42G du deuxième secteur 38G par complémentarité de forme. Etant donné que les motifs formés respectivement par les première et deuxième rainures D1-D5 et G1-G4 sont différents, les motifs formés par les première et deuxième nervures d’étanchéité E1-E5, H1-H4 sont également différents. Autrement dit, de manière analogue à ce qui est expliqué ci-dessus en ce qui concerne les première et deuxième rainures, les première et deuxième nervures d’étanchéité ne coïncident pas circonférentiellement par superposition.
Comme il est compris, l’organe d’étanchéité 48 est spécifiquement conçu en fonction de la morphologie des plateformes 42D, 42G, en particulier des rainures D1-D5, G1-G4, et de l’espace inter-plateformes J. Autrement dit, cet organe d’étanchéité 48 est conçu comme une pièce d’adaptation qui n’influence pas la conception en amont des secteurs 38D, 38G entre lesquels il assure l’étanchéité de la veine primaire 24. Étant entendu que le développement et la fabrication d’un organe d’étanchéité 48 adapté à son environnement de destination présente un coût négligeable en comparaison avec le développement et la fabrication de secteurs 38, il est compris ici que l’invention est particulièrement avantageuse.
L’architecture de l’organe d’étanchéité 48 étant à minima spécifique à une application donnée, i.e. à un couple de secteurs 38 juxtaposés, l’invention prévoit avantageusement de recourir à un procédé de fabrication additive pour la fabrication de l’organe d’étanchéité, notamment sur lit de poudre par empilement de couches de matière parallèles entre elles à partir d’un plateau de fabrication. Cependant, l’invention n’est pas limitée à l’utilisation de la fabrication additive à capacité avantageuse de production de pièces complexes en petites séries, et permet également de former l’organe d’étanchéité 48 par fonderie ou tout processus de fabrication soustractif conventionnel.
En pratique, la conception de l’organe d’étanchéité débute par la détermination d’un volume de base délimité par l’espace défini entre les faces latérales 49D, 49G des plateformes 42D, 42G installées, ce volume incluant le négatif des rainures D1-D5, G1-G4 ménagées dans ces plateformes. Ce volume de base est ensuite progressivement affiné pour que l’organe d’étanchéité respecte différents critères mécaniques et d’intégration. En particulier, il est à noter que l’invention n’est pas limitée à ce que les nervures d’étanchéité E1-E5, H1-H4 remplissent intégralement les rainures D1-D5, G1-G4 correspondantes pour verrouiller tout passage de flux primaire Fp, dès lors que les nervures d’étanchéité s’engagent suffisamment dans les rainures et forment ainsi des chemins labyrinthiques de limitation de flux d’air.
Dans l’exemple de la figure 9, la paroi intercalaire 51 est conformée pour remplir l’espace inter-plateformes J le long de son étendue axiale en épousant par complémentarité de forme les faces latérales 49D et 49G. De part cet arrangement, l’organe d’étanchéité est moins assujetti à des vibrations parasites et assure une cohésion d’ensemble. Néanmoins, l’invention n’est pas limitée à cet arrangement particulier, l’épaisseur de la paroi intercalaire 51 pouvant être inférieure, de sorte qu’il n’existe pas un contact en tout point entre cette paroi intercalaire 51 et les faces latérales 49D, 49G des plateformes 42D, 42G, dès lors que les nervures d’étanchéité E1-E5, H1-H4 s’étendent suffisamment pour s’engager dans les rainures D1-D5, G1-G4. En pratique, il est souhaitable que la paroi intercalaire 51 s’étende dans le prolongement des faces de glissement 46D, 46G correspondantes appartenant respectivement au premier secteur 38D et au deuxième secteur 38G de manière à éviter toute discontinuité de matière susceptible de perturber l’écoulement du flux primaire Fp, et par voie de conséquence d’affecter le rendement global de la turbomachine 11.
Aussi, dans l’exemple des figures 5 et suivantes, les rainures D1-D5, G1-G4 et l’organe d’étanchéité 48 s’étendent sensiblement le long de l’entière étendue axiale des plateformes 42D, 42G de manière à obturer l’ensemble de l’espace inter-plateformes J, mais il est entendu que ces éléments peuvent être limités à une portion axiale des plateformes 42D, 42G sans sortir du cadre de l’invention.
L’invention a été expliquée sur la base d’une combinaison spécifique de plateformes extérieures 42D, 42G juxtaposées et de l’organe d’étanchéité 48 qui leur est associé. Il est compris que l’invention n’est pas limitée aux motifs formés par les rainures D1-D5, G1-G4 de l’exemple illustré, à savoir à leur nombre, à leur morphologie, et à leur localisation dans l’espace ; et par voie de conséquence aux motifs formés par les nervures d’étanchéité E1-E5, H1-H4 de l’organe d’étanchéité qui leur sont associées. A titre d’exemple, au moins deux rainures parmi les premières et/ou deuxièmes rainures peuvent s’étendre de manière espacées en étant parallèles l’une à l’autre, ou encore selon des lignes respectives sécantes, et notamment de manière perpendiculaire l’une à l’autre.
De la même manière, l’invention n’est pas limitée à l’association d’un organe d’étanchéité entre deux plateformes extérieures juxtaposées, mais trouve son application dans le cas de deux plateformes intérieures.
La description ci-dessus porte sur un distributeur de turbine, mais il est à noter que la couronne aubagée peut former tout type d’aubage statorique sectorisé, tel qu’un redresseur de compresseur, sans sortir du cadre de l’invention.
L’invention est particulièrement bien adaptée pour une application sur banc d’essais de turbomachine d’une couronne aubagée issue de l’association de secteurs réalisés en des matériaux différents, ces essais visant à comparer la tenue aux sollicitations des secteurs selon la nature du matériau avec lequel ils sont fabriqués. Dans un tel cas de figure, les secteurs à natures de matériaux différentes présentent généralement des morphologies également différentes, en particulier en raison des techniques de mise en forme et des contraintes de dimensionnement qui diffèrent d’un matériau à l’autre, ce qui rend d’autant plus avantageuse la possibilité de prévoir des motifs de rainures différents sur les faces latérales des plateformes de tels secteurs. A titre d’exemple non limitatif, un parmi les premier et second secteurs juxtaposés considérés peut être métallique tandis que l’autre peut être en matériau composite céramique (CMC).

Claims (8)

  1. Organe d’étanchéité (48) destiné à coopérer avec un couple formé d’un premier secteur (38D) et un deuxième secteur (38G) d’une couronne aubagée (32) pour turbomachine d’aéronef s’étendant suivant une direction circonférentielle (AZ) autour d’un axe (AX), les premier et deuxième secteurs (38D, 38G) comprenant chacun au moins une pale (40) raccordée à une plateforme (42D, 42G) délimitée dans la direction circonférentielle (AZ) par une première face latérale (49D) respective et une deuxième face latérale (49G) respective agencées respectivement de deux côtés circonférentiels opposés de la plateforme,
    la première face latérale (49D) de la plateforme (42D) du premier secteur (38D) étant adjacente à la deuxième face latérale (49G) de la plateforme (42G) du deuxième secteur (38G) suivant la direction circonférentielle (AZ), au moins une première rainure (D1, D2, D3, D4, D5) étant ménagée dans la plateforme (42D) du premier secteur et débouchant sur la première face latérale (49D) correspondante en formant un premier motif de rainure(s) sur cette première face latérale, et au moins une deuxième rainure (G1, G2, G3, G4) étant ménagée dans la plateforme (42G) du deuxième secteur et débouchant sur la deuxième face latérale (49G) correspondante en formant un deuxième motif de rainure(s) sur cette deuxième face latérale,
    caractérisé en ce que l’organe d’étanchéité (48) comprend :
    - une paroi intercalaire (51) comprenant une première surface (52) et une deuxième surface (53) opposée, cette paroi intercalaire (51) étant configurée pour être disposée entre les plateformes (42D, 42G) respectives du premier secteur (38D) et du deuxième secteur (38G) de sorte que la première surface (52) soit en regard de la première face latérale (49D) de la plateforme (42G) du premier secteur (38D) et que la deuxième surface (53) soit en regard de la deuxième face latérale (49G) de la plateforme (42G) du deuxième secteur (38G),
    - au moins une première nervure d’étanchéité (E1, E2, E3, E4, E5) qui dépasse en saillie de la première surface (52) de la paroi intercalaire (51) en formant au niveau de cette première surface (52) un premier motif de nervure(s), ce premier motif de nervure(s) étant adapté au premier motif de rainure(s) de sorte que la première nervure d’étanchéité est apte à loger dans la première rainure ou que chaque première nervure d’étanchéité (E1, E2, E3, E4, E5) est apte à loger respectivement dans chaque première rainure (D1, D2, D3, D4, D5), et
    - au moins une deuxième nervure d’étanchéité (H1, H2, H3, H4) qui dépasse en saillie de la deuxième surface (53) de la paroi intercalaire (51) en formant au niveau de cette première surface (53) un deuxième motif de nervure(s) qui est différent du premier motif de nervure(s), ce deuxième motif de nervure(s) étant adapté au deuxième motif de rainure(s) de manière à ce que la deuxième nervure d’étanchéité est apte à loger dans la deuxième rainure ou que chaque deuxième nervure d’étanchéité (H1, H2, H3, H4) est apte à loger respectivement dans chaque deuxième rainure (G1, G2, G3, G4).
  2. Organe d’étanchéité selon la revendication 1, dans lequel le premier motif de nervure(s) comprend au moins deux premières nervures d’étanchéité (E1, E2, E3, E4, E5) s’étendant selon des lignes sécantes et/ou le deuxième motif de nervure(s) comprend au moins deux deuxièmes nervures d’étanchéité (H1, H2, H3, H4) s’étendant selon des lignes sécantes.
  3. Organe d’étanchéité selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier motif de nervure(s) comprend au moins deux premières nervures d’étanchéité (E1, E2, E3, E4, E5) intégralement espacées l’une de l’autre et/ou le deuxième motif de nervure(s) comprend au moins deux deuxième nervures d’étanchéité (H1, H2, H3, H4) intégralement espacées l’une de l’autre.
  4. Couronne aubagée (32) pour turbomachine d’aéronef, s’étendant suivant une direction circonférentielle (AZ) autour d’un axe (AX) et comprenant une pluralité de secteurs (38) comprenant chacun au moins une pale (40) raccordée à une plateforme (42, 43) délimitée dans la direction circonférentielle par une première face latérale (49D) respective et une deuxième face latérale (49G) respective agencées respectivement des deux côtés circonférentiels opposés de la plateforme, au moins un couple formé d’un premier secteur (38D) et un deuxième secteur (38G) adjacents appartenant à la pluralité de secteurs (38) étant tel que la première face latérale (49D) de la plateforme (42D) du premier secteur (38D) est adjacente à la deuxième face latérale (49G) de la plateforme (42G) du deuxième secteur (38G) suivant la direction circonférentielle (AZ), au moins une première rainure (D1, D2, D3, D4, D5) étant ménagée dans la plateforme (42D) du premier secteur (38D) et débouchant sur la première face latérale (49D) correspondante en formant un premier motif de rainure(s) sur cette première face latérale, et au moins une deuxième rainure (G1, G2, G3, G4) étant ménagée dans la plateforme (42G) du deuxième secteur (38G) et débouchant sur la deuxième face latérale (49G) correspondante en formant un deuxième motif de rainure(s) sur cette deuxième face latérale,
    la couronne aubagée comprenant au moins un organe d’étanchéité (48) selon l’une quelconque des revendications précédentes qui coopère avec le couple formé du premier secteur (38D) et du second secteur (38G), au sens où :
    - la paroi intercalaire (51) est disposée entre les plateformes (42D, 42G) respectives du premier secteur (38D) et du deuxième secteur (38G) de sorte que la première surface (52) soit en regard de la première face latérale (49D) de la plateforme (42D) du premier secteur (38D) et que la deuxième surface (53) soit en regard de la deuxième face latérale (49G) de la plateforme (42G) du deuxième secteur (38G),
    - la première nervure d’étanchéité loge dans la première rainure ou chaque première nervure d’étanchéité (E1, E2, E3, E4, E5) loge respectivement dans chaque première rainure (D1, D2, D3, D4, D5),
    - la deuxième nervure d’étanchéité loge dans la deuxième rainure ou chaque deuxième nervure d’étanchéité (H1, H2, H3, H4) loge respectivement dans chaque deuxième rainure (G1, G2, G3, G4).
  5. Couronne aubagée selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier secteur (38D) est principalement réalisé en un premier matériau et le deuxième secteur (38G) est principalement réalisé en un deuxième matériau différent du premier matériau.
  6. Couronne aubagée selon la revendication 4 ou 5, dans laquelle tout couple de secteurs circonférentiellement consécutifs (38D, 38G) parmi la pluralité de secteurs (38) est associé à un organe d’étanchéité (48) correspondant qui coopère avec ledit couple au sens défini dans la revendication 4.
  7. Turbine pour turbomachine d’aéronef, ou banc d’essai de turbomachine d’aéronef, comprenant au moins une couronne aubagée selon l’une des revendications 4 à 6.
  8. Turbomachine d’aéronef comprenant au moins une turbine selon la revendication précédente.
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