FR3106609A1 - Dispositif amélioré de limitation de débit de fuite pour turbines d’aéronef - Google Patents
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Abstract
Dispositif amélioré de limitation de débit de fuite pour turbines d’aéronef Turbine (60) pour turbomachine d’aéronef, comprenant une veine annulaire d’écoulement d’air chaud, une cavité sous veine (68), un stator comprenant des distributeurs fixes (65, 70), un rotor comprenant des aubes mobiles (64) solidaires en rotation d’un arbre mobile (102), un dispositif d’injection (80) configuré pour injecter de l’air dans la cavité sous veine (68) à une première pression (P1), un joint d’étanchéité (69) disposé entre l’arbre mobile (102) et une bride de stator (90), le joint labyrinthe d’étanchéité (69) comprenant une piste abradable solidaire de la bride de stator (90), et des léchettes solidaires de l’arbre mobile (102), et un dispositif de contre pression (100) configuré pour injecter de l’air à une deuxième pression (P2) dans un espace entre les léchettes, la deuxième pression (P2) étant supérieure à la première pression (P1). Figure pour l’abrégé : Fig. 2.
Description
L'invention concerne le domaine des turbomachines. Plus précisément, l’invention concerne le refroidissement d’une turbine dans une turbomachine d’aéronef, et notamment un dispositif permettant d’améliorer l’efficacité de ce refroidissement.
Il est courant dans une turbomachine de prélever de l’air sur un compresseur disposé en amont, par exemple un compresseur haute pression pour refroidir des pièces dans des étages présentant un environnement plus chaud. L’air de refroidissement prélevé sur le compresseur haute pression est par exemple acheminé vers la turbine basse pression, ou vers la turbine haute pression de la turbomachine. L’air acheminé est ensuite injecté sous les veines d’écoulement d’air chaud de ces turbines, plus précisément, dans les cavités sous veine principale afin de refroidir les pièces tournantes. Ce débit d’air de refroidissement, dit débit de purge, empêche l’air chaud présent dans la veine de pénétrer dans la cavité présente sous la veine. Ce débit de purge permet ainsi de limiter les risques de surchauffe des pièces mobiles des turbines (ex : disques, aubes mobiles), pouvant aboutir à une dégradation de celles-ci et dans le pire des cas, à une rupture de ces pièces.
La maîtrise de ce débit de purge est essentielle pour garantir le non dépassement du niveau de température maximal admissible des disques de turbine, température au-delà de laquelle une dégradation majeure du disque est possible,tout en optimisant ce débit de manière à pénaliser le moins possible la performance de la machine. Autrement dit, ce débit est dimensionné à un besoin moins surévalué pour pénaliser le moins possible la performance. Par exemple, il assure uniquement la garantie de la tenue des pièces en cas de panne et plus la réintroduction de gaz chauds, pouvant conduire à une dégradation majeure
Le débit de purge est contrôlé d’une part essentiellement par le débit d’injection de cet air de refroidissement dans la cavité sous veine, et, d’autre part, par le débit de fuite au niveau du joint labyrinthe entre l’arbre de rotor et le stator. Ce débit de fuite est fortement lié à la maîtrise du jeu du joint labyrinthe et donc des déplacements thermomécaniques axiaux et radiaux des pièces du rotor et du stator.
Cependant, la maîtrise de ce jeu est complexe. Les déplacements relatifs des pièces entre elles, les sollicitations mécaniques (balourds ou charges de manœuvres/rafales) et autres facteurs externes, engendrent des incertitudes dans le dimensionnement du débit de purge, ce qui nuit à l’efficacité globale de la ventilation des pièces de la turbine. Il existe donc un besoin en ce sens.
Le présent exposé concerne une turbine pour turbomachine d’aéronef, comprenant:
- une veine annulaire d’écoulement d’air chaud,
- une cavité sous veine coaxiale à la veine d’écoulement d’air chaud,
- un stator comprenant une pluralité de distributeurs fixes,
- un rotor comprenant des aubes mobiles solidaires en rotation d’un arbre mobile,
- un dispositif d’injection disposé sur une paroi de la cavité sous veine et configuré pour injecter de l’air dans la cavité sous veine à une première pression,
- un joint labyrinthe d’étanchéité disposé entre l’arbre mobile et une bride de stator, le joint labyrinthe d’étanchéité comprenant une piste abradable solidaire de la bride de stator, et des léchettes solidaires de l’arbre mobile, et
- un dispositif de contre pression configuré pour injecter de l’air à une deuxième pression dans un espace entre les léchettes du joint labyrinthe d’étanchéité, la deuxième pression étant supérieure à la première pression.
- une veine annulaire d’écoulement d’air chaud,
- une cavité sous veine coaxiale à la veine d’écoulement d’air chaud,
- un stator comprenant une pluralité de distributeurs fixes,
- un rotor comprenant des aubes mobiles solidaires en rotation d’un arbre mobile,
- un dispositif d’injection disposé sur une paroi de la cavité sous veine et configuré pour injecter de l’air dans la cavité sous veine à une première pression,
- un joint labyrinthe d’étanchéité disposé entre l’arbre mobile et une bride de stator, le joint labyrinthe d’étanchéité comprenant une piste abradable solidaire de la bride de stator, et des léchettes solidaires de l’arbre mobile, et
- un dispositif de contre pression configuré pour injecter de l’air à une deuxième pression dans un espace entre les léchettes du joint labyrinthe d’étanchéité, la deuxième pression étant supérieure à la première pression.
L’air chaud s’écoulant dans la veine annulaire est l’air provenant de la chambre de combustion du moteur de la turbomachine, et permettant d’entraîner les aubes de la turbine. La cavité sous veine est une enceinte disposée par exemple radialement à l’intérieur de la veine annulaire. Le dispositif d’injection permet d’injecter dans cette cavité de l’air, en particulier de l’air de refroidissement prélevé en amont, dans le compresseur haute pression par exemple. L’injection de l’air dans la cavité sous veine par le dispositif d’injection est donc un débit d’air de refroidissement, permettant d’assurer la purge d’air chaud lors d’un fonctionnement nominal de la turbomachine. L’air présent dans la cavité sous veine est ainsi à une première pression, et permet d’empêcher à l’air chaud présent dans la veine annulaire d’écoulement d’air chaud de pénétrer dans la cavité sous veine.
Le joint labyrinthe d’étanchéité est un joint permettant de créer une différence de pression entre deux zones au moyen d’une restriction de section. Pour augmenter la différence de pression, un joint labyrinthe classique comprend plusieurs léchettes, chacune permettant de réaliser une partie de la différence de pression. Le dispositif du présent exposé permet d’accentuer cette différence de pression, en pressurisant l’espacement entre deux léchettes.
En particulier, en injectant de l’air à une deuxième pression supérieure à la première pression, par l’intermédiaire du dispositif de contre pression, dans l’espace entre les léchettes, le débit de fuite passant par le joint labyrinthe d’étanchéité est ainsi limité. Plus précisément, ledit débit de fuite est ainsi limité quel que soit la taille du jeu existant entre la piste abradable et les léchettes. Le fait de limiter l’influence des fluctuations du jeu existant entre la piste abradable et les léchettes, ou de limiter l’impact de l’usure du joint labyrinthe, sur le débit de purge, permet d’améliorer l’efficacité du circuit de purge, et les performances globales de la turbine sont également améliorées en conséquence. En particulier, le dispositif du présent exposé permet d’améliorer la robustesse du circuit de refroidissement, améliorer la résistance à la défaillance de l’étanchéité, et la gestion du jeu de l’étanchéité (notamment suite à un balourd, à un choc, une charge de manœuvre, etc.).
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de contre pression est configuré pour injecter de l’air à la deuxième pression dans l’espace entre les léchettes, par l’intermédiaire d’au moins un perçage réalisé dans la piste abradable.
Il est ainsi possible de remplir plus efficacement l’espacement entre les léchettes par l’air à la deuxième pression, limitant ainsi davantage le débit de fuite par le joint labyrinthe d’étanchéité.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de contre pression comprend au moins un tube disposé en partie dans la cavité sous veine, comprenant une première extrémité disposée hors de la cavité sous veine et configurée pour prélever de l’air à la deuxième pression en amont du dispositif d’injection, et une deuxième extrémité solidaire de la bride de stator et configurée pour injecter l’air prélevé par la première extrémité, dans le perçage de la piste abradable.
La pression de l’air prélevé en amont du dispositif d’injection (la deuxième pression), c’est-à-dire avant l’injection de l’air dans la cavité sous veine, est plus élevée que celle de l’air présent dans ladite cavité sous veine (la première pression). Le tube passant dans la cavité sous veine permet d’acheminer l’air prélevé en amont du dispositif d’injection, en isolant cet air de la cavité sous veine, et donc en le conservant sensiblement à la deuxième pression, jusqu’à son injection dans l’espace entre les léchettes. L’utilisation de ce dispositif simple a l’avantage de présenter un taux de rupture de tube très faible, de l’ordre de 10-8occurrence par heure de vol. Par ailleurs, une rupture de la portion du tube présent dans la cavité sous veine aura un faible impact sur le fonctionnement général de la turbine, dans la mesure où l’air s’échappant ainsi dans la cavité sous veine participera également au débit de purge de l’air chaud.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de contre pression comprend une cavité annulaire de tranquillisation disposée dans la cavité sous veine et fixée sur la bride de stator autour du joint labyrinthe d’étanchéité de manière à communiquer avec le perçage de la piste abradable, la deuxième extrémité du tube étant fixée à la cavité de tranquillisation de manière à injecter l’air prélevé par la première extrémité, dans la cavité de tranquillisation.
La cavité de tranquillisation peut présenter la forme d’une bague entourant à 360° la bride de stator, en étant fixée sur une paroi radialement externe de ladite bride de stator, à une même position axiale que le joint labyrinthe d’étanchéité, en particulier à une même position axiale que le ou les perçage(s) de la piste abradable, de manière à pouvoir communiquer fluidiquement avec l’espace entre les léchettes. La deuxième extrémité du tube étant ainsi fixée à la cavité de tranquillisation, cela permet l’homogénéisation des conditions de pression et de température de l’air à la deuxième pression, avant son injection dans l’espace entre les léchettes.
Dans certains modes de réalisation, un sens amont-aval étant un sens d’écoulement de l’air chaud dans la veine annulaire, le perçage de la piste abradable est incliné, par rapport à une direction radiale de la turbine, vers l’aval de la turbine et/ou tangentiellement dans le sens de rotation de l’arbre.
On comprend par «incliné» que l’axe du perçage n’est pas perpendiculaire à l’axe de rotation de la turbine, mais est incliné par rapport à celui-ci. Plus précisément, une deuxième extrémité du perçage, selon le sens d’écoulement de l’air dans le perçage, est disposée plus en aval, selon le sens amont-aval, qu’une première extrémité du perçage, disposée radialement à l’extérieur de la deuxième extrémité du perçage. Une inclinaison tangentielle supplémentaire permet de diminuer la température de l’air vue par l’arbre du rotor. L’inclinaison axiale permet également de donner une composante axiale favorable à l’air soufflé dans l’espace entre les léchettes, ce qui permet d’augmenter la contre-pression à vaincre par l’air présent dans la cavité sous veine.
Dans certains modes de réalisation, la première extrémité du tube est disposée dans un distributeur fixe creux en amont de la pluralité de distributeurs fixes.
Par «distributeur fixe creux», on comprend un carter inter turbine, permettant de faire support du roulement guidant la turbine en rotation. Pour diminuer les pertes aérodynamiques, les bras de ce carter qui traverse la veine permettent de redresser le flux d’air, de la même façon qu’un étage de distributeur.
Ainsi, la première extrémité est disposée dans la cavité présente dans ce distributeur fixe creux, ou carter inter turbine, disposé en amont de la pluralité de distributeurs. L’air circulant dans ce distributeur creux amont, et destiné à être injecté dans la cavité sous veine, est à une pression plus élevée que celle présente dans la cavité sous veine.
Dans certains modes de réalisation, le dispositif de contre pression comprend une pluralité de tubes.
Chaque tube comprend alors une première extrémité disposée dans un distributeur creux amont, et une deuxième extrémité fixée à la cavité de tranquillisation. Cela permet d’homogénéiser la contre pression générée dans l’espace entre les léchettes, sur toute la circonférence de l’arbre du rotor.
Dans certains modes de réalisation, la deuxième extrémité de chaque tube est fixée à la cavité annulaire de tranquillisation pour injecter l’air prélevée par la première extrémité dans ladite cavité annulaire de tranquillisation.
Dans certains modes de réalisation, la piste abradable comprend une pluralité de perçages.
La piste abradable peut par exemple comprendre autant de perçages que de tubes du dispositif de contre-pression. Cela permet d’homogénéiser la contre pression générée dans l’espace entre les léchettes, sur toute la circonférence de l’arbre du rotor.
Le présent exposé concerne également une turbomachine d’aéronef comprenant un compresseur, une turbine selon l’un quelconque des modes de réalisation précédents, au moins un conduit d’air apte à prélever une fraction d’air d’un flux d’air circulant dans le compresseur et à acheminer ladite fraction d’air de refroidissement jusqu’à la cavité sous veine de la turbine par l’intermédiaire du dispositif d’injection.
L’invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles:
Les termes « amont » et « aval » sont par la suite définis par rapport au sens d’écoulement des gaz au travers une turbomachine, indiqué par la flèche F sur les figures 1 et 2.
La figure 1 illustre une turbomachine 100 à double flux comprenant de manière connue d’amont en aval successivement au moins une soufflante 10, une partie moteur comprenant successivement au moins un étage de compresseur basse pression 20, de compresseur haute pression 30, une chambre de combustion 40, au moins un étage de turbine haute pression 50 et de turbine basse pression 60.
Des rotors, tournant autour de l'axe principal X de la turbomachine 100 et pouvant être couplés entre eux par différents systèmes de transmission et d'engrenages, correspondent à ces différents éléments.
De manière connue, une fraction d’air est prélevée sur le compresseur haute pression 30 et est acheminée par l’intermédiaire d’un conduit de refroidissement 32 en vue de refroidir des zones plus chaudes de la turbomachine 100, notamment la turbine haute pression 50 et la turbine basse pression 60.
La figure 2 est un agrandissement d’une zone de la turbomachine 100, illustrant de manière simplifiée la partie amont de la turbine basse pression 60.
La turbine basse pression 60 ici illustrée comprend une pluralité d’étages 61, 62 de turbine. Un premier étage 61, ainsi que les étages 62 situés en aval de celui-ci comprennent respectivement un ensemble de distributeurs fixes 65. Chaque étage 61, 62 comprend en outre un disque 63 mobile sur lequel est monté un ensemble d’aubes 64 entraînées en rotation par le disque 63 mobile. Le premier étage 61 de la turbine basse pression 60 comprend au moins une aube 64 mobile, ainsi qu’au moins un distributeur fixe creux, ou carter inter-turbine 70, dans lequel circule de l’air de refroidissement. Dans l’exemple illustré sur la figure 2, le carter inter-turbine 70 forme une seule pièce avec un carter 66 constitutif de la turbine et est creux pour laisser passer de l’air de refroidissement, sortant par l’intermédiaire d’un dispositif d’injection 80 associés au carter inter-turbine 70, comprenant une pluralité d’injecteurs. Les étages 62 suivants, situés en aval de la turbine basse pression 60, comprennent chacun au moins une aube 64 mobile et un distributeur 65 se présentant sous la forme d’un aubage fixe. Chaque étage 61, 62 de turbine comprend en outre un anneau de turbine 67 situé en regard des aubes 64 mobiles, et qui est solidaire du carter 66.
Le disque 63 mobile est solidaire en rotation d’un arbre basse pression 102 s’étendant selon l’axe X-X, tandis que chaque stator 65 est relié au carter 66. L’arbre basse-pression 102 est centré et guidé par un palier 92 monté entre le rotor et le carter fixe de la turbine. Le palier 92 peut être un roulement à rouleaux ou un roulement à billes.
Conformément au présent exposé, la turbomachine comprend un dispositif de refroidissement permettant d’acheminer, via le conduit de refroidissement 32, la fraction d’air prélevée sur le compresseur haute pression 30 vers au moins un étage de la turbine haute pression 50 et de la turbine basse pression 60. Dans le mode de réalisation décrit ci-dessous, la fraction d’air de refroidissement prélevée est distribuée au niveau d’un étage amont de la turbine basse pression 60. La turbine basse pression 60 est ainsi refroidie. Cependant, l’invention n’est pas limitée à ce mode de réalisation, la fraction d’air prélevée pouvant être également distribuée à d’autres étages des turbines. Par ailleurs, de manière connue, un ou plusieurs conduits 32 de circulation d’air de refroidissement prélèvent chacun une fraction d’air de refroidissement d’un flux d’air circulant dans le compresseur haute pression 30, et acheminent la fraction d’air prélevée au niveau d’au moins un étage de la turbine basse pression 60.
Dans le mode de réalisation illustré sur la Figure 2, la fraction d’air prélevée dans le compresseur haute pression 30 s’écoule dans le conduit de refroidissement 32, puis dans le carter inter-turbine 70 creux. La direction de circulation de la fraction d’air au travers du carter inter-turbine 70 creux est illustrée par les flèches 71. La fraction d’air est ensuite injectée via le dispositif d’injection 80 dans une cavité sous veine 68. L’air ainsi présent dans la cavité sous veine 68 après son injection par le dispositif d’injection 80 est à une première pression P1. Un joint labyrinthe d’étanchéité 69 est également disposé entre la partie rotor et la partie stator de la turbine, et assure l’étanchéité de la cavité sous veine 68. En particulier, le joint 69 permet d’empêcher l’huile du palier 92 de remonter dans la cavité sous veine 68, évitant ainsi de l’endommager.
Le dispositif d’injection 80 peut comprendre une pluralité d’injecteurs répartis circonférenciellement autour de l’axe X-X (un seul est représenté sur la figure 2). L’air distribué permet notamment de refroidir les disques 63 des turbines, comme l’illustrent les flèches 75. L’air de refroidissement injecté par le dispositif d’injection 80 permet par ailleurs la purge de l’air chaud présent dans la turbine basse pression 60, assurant ainsi le refroidissement de celles-ci.
Plus précisément, l’air de refroidissement est prélevé dans le compresseur haute pression et acheminé jusque dans la cavité sous veine 68. Cet air constitue une barrière de pression, ou purge, empêchant l’air chaud provenant de la chambre de combustion, et s’écoulant dans la veine principale de circulation d’air des turbines (c’est-à-dire dans la veine primaire de circulation d’air de la turbomachine 100), de pénétrer dans la cavité sous veine 68. La purge de l’air chaud de la turbine basse pression 60 est ici symbolisée par la flèche 76. Les risques de surchauffe des rotors des turbines sont ainsi limités. En particulier, en empêchant l’air de la veine primaire de rentrer dans la cavité sous veine 68, cette cavité est moins chaude que la veine, et les rotors de turbine peuvent donc résister à des efforts centrifuge plus élevé et être dimensionnés sur des contraintes limites moins élevées.
Une partie de l’air injecté par le dispositif d’injection 80 s’échappe par le joint labyrinthe d’étanchéité 69, via un débit de fuite, symbolisé par la flèche 77. Il s’agit d’une portion du débit d’air de refroidissement, injecté dans la cavité sous veine 68 par le dispositif d’injection 80, susceptible de s’échapper par le joint d’étanchéité 69. Le joint d’étanchéité 69 comprend notamment une piste abradable 691 et des léchettes 692. La piste abaradable peut comprendre des feuilles de métal fines formant une structure en nid d’abeille ou un matériau plein, mais fortement plus meuble que les léchettes 692.
La piste abradable 691 est solidaire du stator de la turbine, en particulier d’une bride 90 du stator. Les léchettes 692 sont solidaires de l’arbre basse pression 102, et sont configurées pour frotter, au cours de la rotation de l’arbre 102, avec la piste abradable 691, assurant ainsi l’étanchéité de la cavité sous veine 68, entre le stator et le rotor. Plus précisément, les léchettes 692 peuvent frotter l’abradable pendant la phase de rodage, mais pas nécessairement en fonctionnement normal. En fonctionnement normal, un faible jeu peut exister entre les léchettes et l’abradable, la fonction de joint étant obtenu grâce à la réduction de section.
Cependant, au cours du fonctionnement de la turbine, des déplacements thermomécaniques axiaux et radiaux des pièces du rotor et du stator peuvent entrainer l’apparition d’un jeu J plus important, c’est-à-dire d’un espace, entre la piste abradable 691 et les léchettes 692, visible notamment sur la figure 3. Ainsi, la différence de pression générée par le joint labyrinthe 69 (par exemple P1’ – P1, où P1’ est supérieure à P1), devient insuffisante pour contrer un débit essayant de passer à travers la joint 69. L’apparition de ce jeu J provoque par conséquent le débit de fuite 77, ce dernier pouvant fluctuer en fonction des mouvements respectifs des pièces du stator et du rotor, diminuant ainsi l’efficacité du débit de purge 76.
Pour limiter ce débit de fuite 77, et les fluctuations de ce dernier, la turbine comprend également un dispositif de contre-pression 100. Le dispositif de contre-pression 100 comprend un tube 110, et une cavité de tranquillisation 120. Le tube 110 comprend une première extrémité 111 disposée dans le carter inter-turbine 70, sur le trajet de la circulation 71 de la fraction d’air au travers de ce carter inter-turbine 70. Le tube 110 comprend également une deuxième extrémité 112 fixée à la cavité de tranquillisation 120. Cette cavité de tranquillisation 120 présente une forme annulaire autour de l’axe X-X, et est fixée sur une face radialement externe de la bride de stator 90. On notera en outre que, bien qu’un seul tube 110 soit représenté sur la figure 2, le dispositif de contre-pression 100 peut comprendre une pluralité de tubes 110 répartis circonférentiellement autour de l’axe X-X, et comprenant chacun une première extrémité 111 disposée dans un carter inter-turbine creux 70, et une deuxième extrémité 112 fixée à la cavité de tranquillisation 120.
Par ailleurs, un ou plusieurs perçages 693 sont réalisés dans la piste abradable (ou plus généralement partie fixe de l’étanchéité) 691, ces perçages 693 étant en communication fluidique avec la cavité de tranquillisation 120, et avec le jeu J entre la piste abradable 691 et les léchettes 692, et l’espace entre les léchettes 692. Ainsi, le ou les tubes 110 prélèvent, au niveau de la première extrémité 111, de l’air à une deuxième pression P2, supérieure à la pression P1, dans le carter inter-turbine creux 70. Cet air s’écoule alors le long du tube 110 jusqu’à la deuxième extrémité 112, puis dans la cavité de tranquillisation 120, dans laquelle les conditions de pression et de température sont homogénéisées, et enfin dans le jeu J et l’espace entre les léchettes 692, par l’intermédiaire des perçages 693. La différence de pression générée par le joint labyrinthe 69 est ainsi accentuée. Le débit de fuite 77 est ainsi limitée, quelles que soient les fluctuations du jeu J.
En outre, les perçages 693 peuvent être inclinés, de manière à ce qu’une deuxième extrémité 693b du perçage 693, selon le sens d’écoulement de l’air dans le perçage 693, est disposée plus en aval, selon le sens amont-aval F, qu’une première extrémité 693a du perçage 693, la première extrémité 693a étant disposée radialement à l’extérieur de la deuxième extrémité 693b. Cette inclinaison axiale permet d’utiliser la composante axiale du flux introduit pour contrer le débit essayant de passer à travers le joint d’étanchéité (selon le sens de la flèche 90).
En plus de cette inclinaison axiale, une inclinaison tangentielle peut également être prévue, permettant d’homogénéiser le flux dans la cavité dans le but d’avoir une température homogène.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
Claims (10)
- Turbine (60) pour turbomachine d’aéronef, comprenant:
- une veine annulaire d’écoulement d’air chaud,
- une cavité sous veine (68) coaxiale à la veine d’écoulement d’air chaud,
- un stator comprenant une pluralité de distributeurs fixes (65, 70),
- un rotor comprenant des aubes mobiles (64) solidaires en rotation d’un arbre mobile (102),
- un dispositif d’injection (80) disposé sur une paroi de la cavité sous veine (68) et configuré pour injecter de l’air dans la cavité sous veine (68) à une première pression (P1),
- un joint labyrinthe d’étanchéité (69) disposé entre l’arbre mobile (102) et une bride de stator (90), le joint labyrinthe d’étanchéité (69) comprenant une piste abradable (691) solidaire de la bride de stator (90), et des léchettes (692) solidaires de l’arbre mobile (102), et
- un dispositif de contre pression (100) configuré pour injecter de l’air à une deuxième pression (P2) dans un espace entre les léchettes (692) du joint labyrinthe d’étanchéité (69), la deuxième pression (P2) étant supérieure à la première pression (P1). - Turbine selon la revendication 1, dans laquelle le dispositif de contre pression (100) est configuré pour injecter de l’air à la deuxième pression (P2) dans l’espace entre les léchettes (692), par l’intermédiaire d’au moins un perçage (693) réalisé dans la piste abradable (691).
- Turbine selon la revendication 2, dans laquelle le dispositif de contre pression (100) comprend au moins un tube (110) disposé en partie dans la cavité sous veine (68), comprenant une première extrémité (111) disposée hors de la cavité sous veine (68) et configurée pour prélever de l’air à la deuxième pression (P2) en amont du dispositif d’injection (80), et une deuxième extrémité (112) solidaire de la bride de stator (90) et configurée pour injecter l’air prélevé par la première extrémité (111), dans le perçage (693) de la piste abradable (691).
- Turbine selon la revendication 3, dans laquelle le dispositif de contre pression (100) comprend une cavité annulaire de tranquillisation (120) disposée dans la cavité sous veine (68) et fixée sur la bride de stator (90) autour du joint labyrinthe d’étanchéité (69) de manière à communiquer avec le perçage (693) de la piste abradable (691), la deuxième extrémité (112) du tube (110) étant fixée à la cavité de tranquillisation (120) de manière à injecter l’air prélevé par la première extrémité (111), dans la cavité de tranquillisation (120).
- Turbine selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle, un sens amont-aval étant un sens d’écoulement de l’air chaud dans la veine annulaire, le perçage (693) de la piste abradable (691) est incliné, par rapport à une direction radiale de la turbine (60), vers l’aval de la turbine (60), et/ou tangentiellement dans le sens de rotation de l’arbre mobile (102).
- Turbine selon l’une quelconque des revendications 3 à 5, dans laquelle la première extrémité (111) du tube (110) est disposée dans un distributeur fixe (70) creux en amont de la pluralité de distributeurs fixes (65, 70).
- Turbine selon l’une quelconque des revendications 3 à 6, dans laquelle le dispositif de contre pression (100) comprend une pluralité de tubes (110).
- Turbine selon la revendication 7, dans laquelle la deuxième extrémité (112) de chaque tube (110) de la pluralité de tubes (110) est fixée à la cavité annulaire de tranquillisation (120) pour injecter l’air prélevée par la première extrémité (111) dans ladite cavité annulaire de tranquillisation (120).
- Turbine selon l’une quelconque des revendications 2 à 8, dans laquelle la piste abradable (691) comprend une pluralité de perçages (693).
- Turbomachine (100) d’aéronef comprenant :
- un compresseur (20, 30),
- une turbine (60) selon l’une quelconque des revendications précédentes,
- au moins un conduit d’air (32) apte à prélever une fraction d’air d’un flux d’air circulant dans le compresseur (20, 30) et à acheminer ladite fraction d’air de refroidissement jusqu’à la cavité sous veine (68) de la turbine (60) par l’intermédiaire du dispositif d’injection (80).
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|---|---|---|---|
| FR2000781A FR3106609B1 (fr) | 2020-01-27 | 2020-01-27 | Dispositif amélioré de limitation de débit de fuite pour turbines d’aéronef |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN113847273A (zh) * | 2021-10-15 | 2021-12-28 | 大连海事大学 | 一种带叶轮的压气机级间封严容腔结构 |
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