FR3118783A1 - Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine - Google Patents

Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine Download PDF

Info

Publication number
FR3118783A1
FR3118783A1 FR2100350A FR2100350A FR3118783A1 FR 3118783 A1 FR3118783 A1 FR 3118783A1 FR 2100350 A FR2100350 A FR 2100350A FR 2100350 A FR2100350 A FR 2100350A FR 3118783 A1 FR3118783 A1 FR 3118783A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
annular
spoiler
downstream
upstream
radially
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR2100350A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3118783B1 (fr
Inventor
Clément Jarrossay
Davy Boisnault Franck
René Pierre LE CAIR David
Marcel Noël GARIN Fabrice
Francesco SALVATORI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR2100350A priority Critical patent/FR3118783B1/fr
Publication of FR3118783A1 publication Critical patent/FR3118783A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3118783B1 publication Critical patent/FR3118783B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/321—Application in turbines in gas turbines for a special turbine stage
    • F05D2220/3212—Application in turbines in gas turbines for a special turbine stage the first stage of a turbine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine (10) d’axe longitudinal (X), la turbine comprenant : un distributeur (30) comprenant une plateforme annulaire interne (34) ; une rangée annulaire d’aubes mobiles (40) montée en aval du distributeur (30), la rangée annulaire d’aubes mobiles comprenant un premier becquet amont (47), le premier becquet amont (47) étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur de la plateforme annulaire interne (34) du distributeur (30) ; une pièce d’étanchéité (50) appliquée sur une face aval du distributeur (30), la pièce d’étanchéité (50) comprenant un premier becquet aval (54), le premier becquet aval (54) étant agencé radialement à l’intérieur du premier becquet amont (47) de la rangée annulaire d’aubes mobiles (40), dans laquelle le premier becquet amont (47) présente une face radialement externe (47a) qui est de forme tronconique à section diminuant vers l’amont qui s’étend sur au moins une première portion longitudinale. Figure de l’abrégé : Figure 4

Description

TURBINE A GAZ HAUTE-PRESSION POUR TURBOMACHINE
La présente description se rapporte à une turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine. Elle se rapporte également à une turbomachine comprenant une telle turbine à gaz.
Classiquement, telle que représentée à la , une turbomachine 10 de type turboréacteur à double flux comporte, de l’amont vers l’aval dans le sens de la circulation des gaz à l’intérieur de la turbomachine 10, une soufflante 14, un compresseur basse-pression 16, un compresseur haute-pression 18, une chambre de combustion 20, une turbine haute-pression 22, une turbine basse-pression 24 et une tuyère d’échappement 26. Le compresseur basse-pression 16, le compresseur haute-pression 18, la chambre de combustion 20, la turbine haute-pression 22, la turbine basse-pression 24 et la tuyère d’échappement 26 sont agencés radialement à l’intérieur d’un carter 12 qui délimite, radialement vers l’extérieur, une veine annulaire 11 de la turbomachine 10 dans laquelle s’écoule les gaz de l’amont vers l’aval.
Le compresseur haute-pression 14 et le compresseur basse-pression 18 sont respectivement reliés à une turbine haute-pression 22 et une turbine basse-pression 24 par un arbre 15, 17 respectif s’étendant selon l’axe longitudinal X de rotation des arbres de la turbomachine 10. Dans la suite, les qualificatifs d’orientation, tels que « longitudinal », « radial » et « circonférentiel » sont définis par référence à l’axe longitudinal.
La turbine haute-pression 22 comprend une pluralité d’étages, l’un d’entre eux étant partiellement représenté à la , comportant chacun un distributeur 30 et une roue mobile 40 montée en aval du distributeur 30.
Le distributeur 30 comporte une virole interne 34 et une rangée annulaire d’aubes fixes 32. Chaque aube fixe 32 s’étend radialement dans la veine annulaire 11 et est reliée, radialement à l’intérieur à la virole interne 34. Le distributeur 30 comporte généralement une bride radiale annulaire 36 d’accrochage à un carter 5.
La roue mobile 40 comporte une rangée annulaire d’aubes mobiles 42 portée par un disque 41 comprenant une pluralité d’alvéoles sur sa périphérie externe, chacune recevant un pied d’une aube 46. Chaque aube mobile 42 comprend en outre un secteur d’une plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 40 depuis lequel s’étend une pale 42’ radialement vers l’extérieur à travers la veine annulaire 11. La plateforme annulaire interne 44 comporte ainsi une pluralité de secteurs disposés circonférentiellement bout à bout autour de l’axe longitudinal X.
La virole interne 34 du distributeur 30 et la plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 40 délimitent chacune, radialement vers l’intérieur, la veine annulaire 11.
En fonctionnement, les gaz s’écoulant dans la veine annulaire 11 s’introduisent dans un espace formé longitudinalement entre la virole interne 34 du distributeur 30 et la plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 40, ce qui réduit les performances de la turbomachine 10. Pour limiter ce phénomène, il est connu d’agencer, radialement à l’intérieur de la virole interne 34 du distributeur 30, un becquet annulaire amont 47 de la plateforme annulaire interne 44 et un becquet annulaire aval 54 d’une pièce annulaire 50 d’étanchéité du carter interne 5. Ainsi, une chicane est formée dans l’espace longitudinal entre la virole interne 34 du distributeur 30 et la plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 44, limitant la fuite, radialement vers l’intérieur, des gaz s’écoulant dans la veine annulaire 11.
Par ailleurs, un flux d’air de purge, prélevé dans le compresseur basse-pression 14 et/ou le compresseur haute-pression 16, est dirigé à travers une cavité annulaire de purge 62 vers l’espace formé longitudinalement entre la virole interne 34 du distributeur 30 et la plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 4. Ce flux d’air de purge permet ainsi de rediriger les gaz s’étant introduits dans la cavité de purge 62 vers la veine annulaire 11.
Toutefois, cette solution ne présente pas entière satisfaction en ce que le prélèvement d’air pris au niveau du compresseur basse-pression 14 et/ou du compresseur haute-pression 16 diminue le rendement de la turbomachine 10. Par ailleurs, la réintroduction, dans la veine annulaire 11, de l’air de purge et des gaz s’étant introduit dans la cavité de purge 62 perturbe l’écoulement dans la veine annulaire 11, ce qui diminue également les performances ce la turbomachine 10.
Résumé
La présente divulgation vient améliorer la situation.
Il est proposé une turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine d’axe longitudinal, la turbine comprenant :
- un distributeur comprenant une plateforme annulaire interne et une rangée annulaire d’aubes fixes, chaque aube fixe étant reliée, radialement vers l’intérieur, à la plateforme annulaire interne,
- une rangée annulaire d’aubes mobiles montée en aval du distributeur, la rangée annulaire d’aubes mobiles comprenant un premier becquet amont, le premier becquet amont étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur de la plateforme annulaire interne du distributeur,
- une pièce d’étanchéité appliquée sur une face aval du distributeur, la pièce d’étanchéité comprenant un premier becquet aval, le premier becquet aval étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur du premier becquet amont de la rangée annulaire d’aubes mobiles, le premier becquet aval formant une saillie radialement vers l’extérieur de la pièce d’étanchéité, une extrémité radialement externe dudit premier becquet aval étant agencée en vis-à-vis radial dudit premier becquet amont, formant ainsi une cavité annulaire de recirculation qui est délimitée, longitudinalement, par le distributeur et le premier becquet aval.
Un tel agencement dudit premier becquet aval délimitant la cavité annulaire de recirculation permet la formation d’un tourbillon, ou vortex, des gaz de la veine annulaire qui s’introduisent dans la cavité annulaire de recirculation, ces gaz se mélangeant avec un flux d’air de purge provenant d’une cavité annulaire de purge se situant radialement vers l’intérieur entre le distributeur et la rangée annulaire d’aubes mobiles. Un tel tourbillon permet, d’une part, de limiter, voire d’empêcher, les gaz de la veine annulaire de s’écouler davantage radialement vers l’intérieur, et d’autre part, de réorienter ces gaz vers la veine annulaire. En d’autres termes, le tourbillon fait obstacle à un écoulement, radialement vers l’intérieur, des gaz provenant de la veine annulaire. Les gaz provenant de la veine annulaire s’introduisant dans la cavité annulaire de recirculation sont ainsi avantageusement contenus dans la cavité annulaire de recirculation. Ainsi, on diminue la quantité de gaz de la veine annulaire qui pénètre dans la cavité annulaire de purge.
Par ailleurs, on réduit le débit d’air de purge nécessaire pour rediriger les gaz s’étant introduits dans la cavité annulaire de recirculation vers la veine annulaire. Ainsi, les éléments de la rangée annulaire d’aubes mobiles sont mieux protégés. Aussi, la quantité d’air de purge prélevée dans le compresseur haute-pression et/ou le compresseur basse-pression est réduite, ce qui permet d’améliorer le rendement de la turbomachine.
La caractéristique selon laquelle le premier becquet aval forme une saillie radialement vers l’extérieur de la pièce d’étanchéité équivaut, en d’autres termes, à ce que le premier becquet aval s’étend radialement vers l’extérieur depuis une partie annulaire de la pièce d’étanchéité. Le premier becquet aval peut s’étendre depuis une extrémité radialement externe de la partie annulaire de la pièce d’étanchéité.
Dans le présent exposé, une pièce dite annulaire peut comprendre une pluralité de secteurs disposés circonférentiellement bout à bout autour d’un axe, notamment à 360° autour dudit axe.
La cavité annulaire de recirculation peut être délimitée radialement vers l’extérieur par une face radialement interne de la plateforme annulaire interne du distributeur. La cavité annulaire de recirculation peut former un espace libre. En d’autres termes, la cavité annulaire de recirculation peut être dépourvue de tout élément solide.
Le premier becquet aval peut s’étendre radialement vers l’extérieur depuis une extrémité radialement externe d’une partie annulaire de la pièce d’étanchéité, ladite cavité annulaire de recirculation étant délimitée, radialement vers l’intérieur, par une face radialement externe de la partie annulaire de la pièce d’étanchéité, la face annulaire radialement externe de ladite partie annulaire présentant, en tout ou partie, une forme concave. Une telle forme de la face annulaire radialement externe de la partie annulaire de la pièce d’étanchéité permet de favoriser l’apparition du tourbillon des gaz s’introduisant dans la cavité annulaire de recirculation.
Le premier becquet aval peut comprendre au moins une paroi tronconique à section augmentant vers l’aval s’étendant depuis l’extrémité radialement externe et aval de la partie annulaire de la pièce d’étanchéité.
Le premier becquet aval peut comprendre, en outre, une paroi radiale s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité aval de ladite paroi tronconique.
Le premier becquet aval peut comprendre une paroi longitudinale s’étendant en saillie vers l’aval depuis ladite paroi radiale. La paroi longitudinale du premier becquet aval permet de former une courbe supplémentaire dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation et la cavité annulaire de purge. Ainsi, on augmente les pertes de charges des gaz s’écoulant dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation et la cavité annulaire de purge. Cela permet de limiter davantage, voire d’empêcher, la propagation des gaz provenant de la veine annulaire vers la cavité annulaire de purge.
La pièce annulaire d’étanchéité peut comprendre un second becquet aval formant une saillie vers l’aval, le second becquet étant agencé radialement à l’intérieur du premier becquet aval, la rangée annulaire d’aubes mobiles comprenant un second becquet amont, ledit second becquet amont étant intercalé radialement entre lesdits premier becquet aval et second becquet aval de la pièce d’étanchéité. Lesdits second becquet aval et second becquet amont permettent de créer une chicane dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation et la cavité annulaire de purge. Ainsi, on augmente les pertes de charges des gaz s’écoulant dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation et la cavité annulaire de purge. Cela permet de limiter davantage, voire d’empêcher, la propagation des gaz provenant de la veine annulaire vers la cavité annulaire de purge.
Ledit second becquet aval peut s’étendre longitudinalement vers l’aval depuis la partie annulaire de la pièce d’étanchéité.
Le premier becquet aval peut présenter une pluralité de trous, de préférence régulièrement répartis circonférentiellement autour de l’axe longitudinal. Cela permet de laisser passer un flux d’air de purge à travers les trous depuis la cavité annulaire de purge vers la cavité annulaire de recirculation, notamment au niveau où la pression des gaz dans la cavité annulaire de recirculation est la plus élevée. On limite ainsi encore plus l’introduction des gaz provenant de la veine annulaire dans la cavité annulaire de purge.
La pluralité de trous peut être réalisée au travers de la paroi tronconique dudit premier becquet aval.
Le distributeur peut comporter en outre une bride annulaire radiale s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plateforme annulaire interne, la pièce d’étanchéité étant rapportée et fixée à la bride annulaire radiale. Alternativement, la pièce d’étanchéité peut être venue de matière avec la bride annulaire radiale du distributeur.
Selon un autre aspect, il est décrit une seconde turbine à gaz haute-pression. La seconde turbine à gaz haute-pression peut être pris indépendamment ou en combinaison avec la première turbine à gaz haute-pression telle que décrite ci-avant.
La seconde turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine d’axe longitudinal, la turbine comprenant :
- un distributeur comprenant une plateforme annulaire interne et une rangée annulaire d’aubes fixes, chaque aube fixe étant reliée, radialement vers l’intérieur, à la plateforme annulaire interne,
- une rangée annulaire d’aubes mobiles montée en aval du distributeur, la rangée annulaire d’aubes mobiles comprenant un premier becquet amont, le premier becquet amont étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur de la plateforme annulaire interne du distributeur,
- une pièce d’étanchéité appliquée sur une face aval du distributeur, la pièce d’étanchéité comprenant un premier becquet aval, le premier becquet aval étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur du premier becquet amont de la rangée annulaire d’aubes mobiles,
dans laquelle le premier becquet amont présente une face radialement externe qui est de forme tronconique à section diminuant vers l’amont s’étendant sur au moins une première portion longitudinale.
En fonctionnement, des gaz de la veine annulaire sont introduits dans une cavité annulaire de recirculation délimitée, radialement, entre ledit premier becquet aval et la plateforme annulaire interne du distributeur, par l’intermédiaire d’un conduit formé entre ledit premier becquet amont et la plateforme annulaire interne du distributeur. Dans la cavité annulaire de recirculation, les gaz provenant de la veine annulaire sont mélangés à un flux d’air de purge pour être redirigés vers la veine annulaire. Une telle face radialement externe dudit premier becquet amont permet d’adapter la direction dans laquelle les gaz mélangés dans la veine annulaire sont réintroduits dans la veine annulaire pour minimiser les perturbations sur les gaz s’écoulant dans la veine annulaire.
La face radialement externe dudit premier becquet amont peut être entièrement de forme tronconique à section diminuant vers l’amont.
La première portion du premier becquet amont peut être, en tout ou partie, en vis-à-vis radial de la plateforme annulaire interne du distributeur.
Un rebord peut s’étend radialement vers l’extérieur depuis une extrémité amont dudit premier becquet amont. Un tel rebord permet de favoriser la formation d’un tourbillon, ou encore vortex, au niveau de l’interface entre les gaz provenant de la veine et l’air de purge, favorisant ainsi leur mélange et leur déviation vers la veine. On limite, voire on empêche, ainsi un écoulement des gaz provenant de la veine annulaire vers la cavité annulaire de purge.
Une face annulaire radialement interne de la plateforme annulaire interne du distributeur peut présenter, en tout ou partie, une forme concave qui est agencée en vis-à-vis radial dudit premier becquet amont. Une telle forme concave de la face annulaire radialement interne de la plateforme annulaire interne du distributeur permet de favoriser l’apparition d’un tourbillon au niveau de l’interface entre les gaz provenant de la veine annulaire et l’air de purge.
La rangée annulaire d’aubes mobiles comprend une plateforme annulaire interne, ledit premier becquet amont s’étendant depuis une extrémité amont de la plateforme annulaire interne.
Chaque aube mobile de rangée annulaire d’aubes mobiles peut comprendre un secteur de la plateforme annulaire interne, lesdits secteurs étant agencés circonférentiellement bout à bout. Chaque aube mobile peut comprendre une pale s’étendant radialement vers l’extérieur depuis le secteur respectif de la plateforme annulaire interne. Chaque aube mobile peut comprendre un pied d’aube s’étendant radialement vers l’intérieur depuis le secteur respectif de la plateforme annulaire interne. Chaque pied d’aube peut être reçu dans une alvéole associée formée sur la périphérie externe du disque.
Selon un autre aspect, il est décrit une turbomachine comprenant une turbine à gaz haute-pression comprenant les caractéristiques de la première turbine à gaz haute-pression et/ou la seconde turbine haute-pression telles que décrites ci-avant, prises indépendamment ou en combinaison.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
, déjà décrite précédemment, est une vue schématique partielle en coupe d’une turbomachine de l’art antérieur ;
, déjà décrite précédemment, est une vue schématique partielle en coupe d’une turbine haute-pression de la turbomachine de la ;
est une vue schématique en perspective similaire à la et illustre un premier mode de réalisation de la présente description ;
est une vue schématique en perspective à plus grande échelle du premier mode de réalisation de la ;
est une vue schématique en perspective similaire à la et illustre un deuxième mode de réalisation de la présente description ;
est une vue schématique en perspective similaire à la et illustre un troisième mode de réalisation de la présente description.
Il est maintenant fait référence à la qui représente, selon un premier mode de réalisation, partielle une turbine haute-pression d’une turbomachine d’axe longitudinal X. La turbine haute-pression comprend une pluralité d’étages comprenant chacun un distributeur 30 et une roue mobile 40 montée en aval du distributeur 30.
Le distributeur 30 comprend une rangée annulaire d’aubes fixes 32. Chaque aube fixe 32 est reliée, radialement vers l’intérieur, à une plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30. Chaque aube fixe 32 s’étend radialement vers l’extérieur depuis la plateforme annulaire interne 34. Chaque aube fixe 32 est reliée, radialement vers l’extérieur, à une plateforme externe reliée à un carter externe de la turbine haute-pression. Une face annulaire radialement externe de la plateforme annulaire interne 34 et une face annulaire radialement interne de la plateforme externe délimitent, radialement, respectivement vers l’intérieur et vers l’extérieur, une veine annulaire 11 de la turbomachine 10 au niveau du distributeur 30 de la turbine haute-pression. Ainsi, chaque aube fixe 32 s’étend radialement à l’intérieur de la veine annulaire 11.
Le distributeur 30 comporte en outre une bride annulaire radiale 36 s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plateforme annulaire interne 34. Le distributeur 30 peut être relié à un carter interne de turbomachine par l’intermédiaire de la bride annulaire radiale 36.
La roue mobile 40 comporte une rangée annulaire d’aubes mobiles 42 portée par un disque. La roue mobile 40 comprend une plateforme annulaire interne 44. Chaque aube mobile 42 de la roue mobile 40 comprend un secteur de la plateforme annulaire interne 44, les secteurs étant agencés circonférentiellement bout à bout autour de l’axe longitudinal X. Une face annulaire radialement externe 44a de la plateforme annulaire interne 44 délimite, radialement vers l’intérieur, la veine annulaire 11 au niveau de la roue mobile 40 de la turbine. Chaque aube mobile 42 comprend une pale 42’ s’étendant, radialement vers l’extérieur, dans la veine annulaire 11 depuis le secteur respectif de la plateforme annulaire interne 44. Chaque aube mobile 42 comprend en outre un pied d’aube 46 s’étendant radialement vers l’intérieur depuis le secteur respectif de la plateforme annulaire interne 44. Chaque pied d’aube 46 est reçu dans une alvéole associée formée sur la périphérie externe du disque.
La roue mobile 40 comprend aussi un premier becquet annulaire amont 47 qui est annulaire. Le premier becquet annulaire amont 47 est agencé, ici en partie, radialement à l’intérieur de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30. Autrement dit, le premier becquet annulaire amont 47 est disposé radialement à l’intérieur de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30 et, en partie, en vis-à-vis radial de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30. Le premier becquet annulaire amont 47 s’étend depuis une extrémité amont de la plateforme annulaire interne 44.
La turbine haute-pression comprend en outre une pièce d’étanchéité 50, qui est ici annulaire, appliquée sur une face aval du distributeur 30. La pièce annulaire d’étanchéité 50 est ici rapportée et fixée à la bride annulaire radiale 36. Pour ce faire, la pièce annulaire d’étanchéité 50 comprend une partie annulaire 52 appliquée sur une face aval de la bride annulaire radiale 36 du distributeur 30. La partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50 peut être fixée, par exemple par boulonnage, à la bride annulaire radiale 36 du distributeur 30. La pièce d’étanchéité peut être partie intégrante du carter de la turbine haute-pression.
La pièce annulaire d’étanchéité 50 comporte un premier becquet aval 54 qui est annulaire. Le premier becquet annulaire aval 54 est agencé, ici en partie, radialement à l’intérieur du premier becquet annulaire amont 47 de la roue mobile 40. Autrement dit, le premier becquet annulaire aval 54 est disposé radialement à l’intérieur du premier becquet annulaire amont 47 et, en partie, en vis-à-vis radial du premier becquet annulaire amont 47. Le premier becquet annulaire aval 54 s’étend radialement vers l’extérieur depuis une extrémité radialement externe de la partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50. De manière remarquable, une extrémité radialement externe 55 du premier becquet annulaire aval 54 est agencée en vis-à-vis radial du premier becquet annulaire amont 47, formant ainsi une cavité annulaire de recirculation 60 qui est délimitée, longitudinalement, par le distributeur 30 et le premier becquet aval. La cavité annulaire de recirculation 60 est ici délimitée, radialement vers l’extérieur, par une face radialement interne 34a de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30. La cavité annulaire de recirculation 60 est délimitée, radialement vers l’intérieur, par une face annulaire radialement externe 52a de la partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50. La cavité annulaire de recirculation 60 forme ici un espace libre. En d’autres termes, la cavité annulaire de recirculation 60 est ici dépourvue de tout élément solide.
De manière remarquable, un espace libre est formé, longitudinalement, entre la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30 et la plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 40. La plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30 et le premier becquet annulaire amont 47 de la roue mobile 40 définissent ensemble un conduit d’écoulement entre la veine annulaire 11 et la cavité annulaire de recirculation 60.
Un tel agencement du premier becquet annulaire aval 54 délimitant la cavité annulaire de recirculation 60 permet la formation d’un tourbillon, ou vortex, des gaz s’écoulant dans la veine annulaire 11 qui s’introduisent dans la cavité annulaire de recirculation 60, ces gaz se mélangeant avec un flux d’air de purge provenant d’une cavité annulaire de purge 62 se situant radialement vers l’intérieur entre le distributeur 30 et la roue mobile 40. Un tel tourbillon permet, d’une part, de limiter, voire d’empêcher, les gaz de la veine de s’écouler davantage radialement vers l’intérieur, et d’autre part, de réorienter ces gaz vers la veine annulaire 11. En d’autres termes, le tourbillon fait obstacle à un écoulement, radialement vers l’intérieur, des gaz provenant de la veine annulaire 11. Les gaz provenant de la veine annulaire 11 s’introduisant dans la cavité annulaire sont ainsi avantageusement contenus dans la cavité annulaire. Ainsi, on diminue la quantité de gaz de la veine annulaire 11 qui pénètre dans la cavité annulaire de purge 62.
Par ailleurs, on réduit le débit d’air de purge nécessaire pour rediriger les gaz s’étant introduits dans la cavité annulaire de recirculation 60 vers la veine annulaire 11. Ainsi, les éléments de roue mobile 40 sont mieux protégés. Aussi, la quantité d’air de purge prélevée dans le compresseur haute-pression et/ou le compresseur basse-pression est réduite, ce qui permet d’améliorer le rendement de la turbomachine.
En référence à la qui est une vue à plus grande échelle de la , on distingue que le premier becquet annulaire aval 54 comprend une paroi tronconique 54a à section augmentant vers l’aval s’étendant depuis l’extrémité radialement externe et aval de la partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50. Le premier becquet annulaire aval 54 comprend aussi une paroi annulaire radiale 54b s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité aval de la paroi tronconique 54a.
Le premier becquet annulaire aval 54 présente une pluralité de trous 56 qui sont ici régulièrement répartis circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X. La pluralité de trous 56 est ici au travers de la paroi tronconique 54a du premier becquet annulaire aval 54. Cela permet de laisser passer un flux d’air de purge à travers les trous 56 vers la cavité annulaire de recirculation 60, notamment au niveau où la pression des gaz dans la cavité annulaire de recirculation 60 est la plus élevée. On limite ainsi encore plus l’introduction des gaz provenant de la veine annulaire 11 dans la cavité annulaire de purge 62.
Par ailleurs, tel que visible aux figures 3 et 4, le premier annulaire becquet amont 47 présente une face annulaire radialement externe 47a qui est de forme tronconique à section diminuant vers l’amont et qui s’étend sur une première portion longitudinale du premier annulaire becquet amont 47. La première portion du premier becquet annulaire amont 47 est, ici en partie, en vis-à-vis radial de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30 La face annulaire radialement externe 47a de la première portion du premier becquet annulaire amont 47 est ici reliée à la face annulaire radialement externe 4a4 de la plateforme annulaire interne 44 de la roue mobile 40, notamment par un arrondi.
En fonctionnement, les gaz de la veine annulaire 11 introduits dans la cavité annulaire de recirculation 60 par l’intermédiaire du conduit formé entre ledit premier becquet annulaire amont 47 et la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30, sont mélangés au flux d’air de purge pour être redirigés vers la veine annulaire 11. Une telle face annulaire radialement externe 47a du premier becquet annulaire amont 47 permet d’adapter la direction dans laquelle les gaz mélangés dans la veine annulaire 11 sont réintroduits dans la veine annulaire 11 pour minimiser les perturbations sur les gaz s’écoulant dans la veine annulaire 11. En particulier, la conicité de la face annulaire radialement externe 47a du premier becquet annulaire amont 47 pourra être choisie pour minimiser les perturbations sur les gaz s’écoulant dans la veine annulaire 11.
La face annulaire radialement interne 34a de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30 présente, ici en partie, une forme concave qui est agencée en vis-à-vis radial du premier becquet annulaire amont 47. Une telle forme concave de la face annulaire radialement interne 34a de la plateforme annulaire interne 34 du distributeur 30 permet de favoriser l’apparition d’un tourbillon au niveau de l’interface entre les gaz provenant de la veine annulaire 11 et l’air de purge.
La représente un second mode de réalisation de la turbine haute-pression. Dans ce second mode de réalisation, la partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50 présente une face annulaire radialement externe 52a ayant une forme concave. Une telle forme de la face annulaire radialement externe 52a de la partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50 permet de favoriser l’apparition du tourbillon des gaz s’introduisant dans la cavité annulaire de recirculation 60.
Aussi, le premier becquet annulaire aval 54 comprend une paroi annulaire longitudinale 54c s’étendant vers l’aval depuis ladite paroi annulaire radiale 54b. La paroi annulaire longitudinale 54c du premier becquet annulaire aval 54 permet de former une courbe supplémentaire dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation 60 et la cavité annulaire de purge 62. Ainsi, on augmente les pertes de charges des gaz s’écoulant dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation 60 et la cavité annulaire de purge 62. Cela permet de limiter davantage, voire d’empêcher, la propagation des gaz provenant de la veine annulaire 11 vers la cavité annulaire de purge 62.
Par ailleurs, la pièce annulaire d’étanchéité 50 comprend de surcroit un second becquet annulaire aval 58 agencé radialement à l’intérieur du premier becquet annulaire aval 54. Le second becquet annulaire aval 58 s’étend longitudinalement vers l’aval depuis la partie annulaire 52 de la pièce annulaire d’étanchéité 50. La roue mobile 40 comprend aussi un second becquet annulaire amont 49. Le second becquet annulaire amont 49 étant intercalé radialement entre le premier becquet annulaire aval 54 et le second becquet annulaire aval 58 de la pièce annulaire d’étanchéité 50.
Le second becquet annulaire aval 58 et le second becquet annulaire amont 49 permettent de créer une chicane dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation 60 et la cavité annulaire de purge 62. Ainsi, on augmente les pertes de charges des gaz s’écoulant dans le conduit reliant la cavité annulaire de recirculation 60 et la cavité annulaire de purge 62. Cela permet de limiter davantage, voire d’empêcher, la propagation des gaz provenant de la veine annulaire 11 vers la cavité annulaire de purge 62.
Enfin, dans le second mode de réalisation, un rebord annulaire 48 s’étend radialement vers l’extérieur depuis une extrémité amont du premier becquet annulaire amont 47. Un tel rebord annulaire 48 permet de favoriser l’apparition d’un tourbillon, ou encore vortex, au niveau de l’interface entre les gaz provenant de la veine et l’air de purge, favorisant ainsi leur mélange et leur déviation vers la veine. On limite, voire on empêche, ainsi un écoulement des gaz provenant de la veine annulaire 11 vers la cavité annulaire de purge 62.
La représente un troisième mode de réalisation de la turbine haute-pression. Le troisième mode de réalisation diffère essentiellement de deuxième mode de réalisation en ce que la face annulaire radialement externe dudit premier becquet annulaire amont 47 est entièrement de forme tronconique à section diminuant vers l’amont.
L’invention ne se limite pas aux seuls exemples décrits précédemment et est susceptible de nombreuses variantes. En particulier, les modes de réalisation sont susceptibles d’être combinés.
Selon une variante non représentée, la pièce annulaire d’étanchéité 50 peut être venue de matière avec la bride annulaire radiale 36 du distributeur 30.
Selon une variante non représentée, la pièce annulaire d’étanchéité 50 peut comprendre une pluralité de secteurs disposés circonférentiellement bout à bout autour de l’axe longitudinal X.
.

Claims (10)

  1. Turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine (10) s’étendant autour d’un axe longitudinal (X), la turbine comprenant :
    - un distributeur (30) comprenant une plateforme annulaire interne (34) et une rangée annulaire d’aubes fixes (32), chaque aube fixe (32) étant reliée, radialement vers l’intérieur, à la plateforme annulaire interne (34),
    - une rangée annulaire d’aubes mobiles (40) montée en aval du distributeur (30), la rangée annulaire d’aubes mobiles comprenant un premier becquet amont (47), le premier becquet amont (47) étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur de la plateforme annulaire interne (34) du distributeur (30),
    - une pièce d’étanchéité (50) appliquée sur une face aval du distributeur (30), la pièce d’étanchéité (50) comprenant un premier becquet aval (54), le premier becquet aval (54) étant agencé, en tout ou partie, radialement à l’intérieur du premier becquet amont (47) de la rangée annulaire d’aubes mobiles (40),
    dans laquelle le premier becquet amont (47) présente une face radialement externe (47a) qui est de forme tronconique à section diminuant vers l’amont s’étendant sur au moins une première portion longitudinale.
  2. Turbine selon la revendication 1, dans laquelle la face radialement externe (47a) dudit premier becquet amont (47) est entièrement de forme tronconique à section diminuant vers l’amont.
  3. Turbine selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la première portion du premier becquet amont (47) est, en tout ou partie, en vis-à-vis radial de la plateforme annulaire interne (34) du distributeur (30).
  4. Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle un rebord (48) s’étend radialement vers l’extérieur depuis une extrémité amont dudit premier becquet amont (47).
  5. Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle une face annulaire radialement interne (34a) de la plateforme annulaire interne (34) du distributeur (30) présente, en tout ou partie, une forme concave qui est agencée en vis-à-vis radial dudit premier becquet amont (47).
  6. Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la rangée annulaire d’aubes mobiles (40) comprend une plateforme annulaire interne (44), ledit premier becquet amont (47) s’étendant depuis une extrémité amont de la plateforme annulaire interne (44).
  7. Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier becquet aval (54) forme une saillie radialement vers l’extérieur de la pièce d’étanchéité (50), une extrémité radialement externe (55) dudit premier becquet aval (54) étant agencée en vis-à-vis radial dudit premier becquet amont (47), formant ainsi une cavité annulaire de recirculation (60) qui est délimitée, longitudinalement, par le distributeur (30) et le premier becquet aval (54).
  8. Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le premier becquet aval (54) s’étend radialement vers l’extérieur depuis une extrémité radialement externe d’une partie annulaire (52) de la pièce d’ étanchéité (50), le premier becquet aval (54) comprenant une paroi tronconique (54a) à section augmentant vers l’aval s’étendant depuis l’extrémité radialement externe et aval de la partie annulaire (52) de la pièce d’étanchéité (50) et une paroi radiale (54b) s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité aval de ladite paroi tronconique (54a), le premier becquet aval (54) comprenant, de préférence en outre, une paroi longitudinale (54c) s’étendant en saillie vers l’aval depuis ladite paroi radiale (54b).
  9. Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la pièce d’étanchéité (50) comprend un second becquet aval (58) formant une saillie vers l’aval, le second becquet (58) étant agencé radialement à l’intérieur du premier becquet aval (54), la rangée annulaire d’aubes mobiles (40) comprenant un second becquet amont (49), ledit second becquet amont (49) étant intercalé radialement entre lesdits premier becquet aval (54) et second becquet aval (58) de la pièce d’étanchéité (50).
  10. Turbomachine comprenant une turbine à gaz haute-pression selon l’une quelconque des revendications précédentes.
FR2100350A 2021-01-14 2021-01-14 Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine Active FR3118783B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2100350A FR3118783B1 (fr) 2021-01-14 2021-01-14 Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2100350A FR3118783B1 (fr) 2021-01-14 2021-01-14 Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine
FR2100350 2021-01-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3118783A1 true FR3118783A1 (fr) 2022-07-15
FR3118783B1 FR3118783B1 (fr) 2023-06-23

Family

ID=75746781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2100350A Active FR3118783B1 (fr) 2021-01-14 2021-01-14 Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3118783B1 (fr)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2759676A1 (fr) * 2013-01-28 2014-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Agencement de turbine présentant un meilleur effet d'étanchéité au niveau d'un joint étanche
FR3001492A1 (fr) * 2013-01-25 2014-08-01 Snecma Stator de turbomachine avec controle passif de la purge
EP3048251A1 (fr) * 2015-01-22 2016-07-27 General Electric Company Aube de turbine pour une commande d'air de purge wheelspace
EP3121372A1 (fr) * 2015-07-20 2017-01-25 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Roue de turbine refroidie pour un réacteur
EP3517731A1 (fr) * 2018-01-30 2019-07-31 Safran Aero Boosters SA Ensemble comprenant une passage annulaire entre une virole statique et une plateforme rotorique de turbomachine et procédé correspondant de contrôle de strabilité d'un compresseur

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3001492A1 (fr) * 2013-01-25 2014-08-01 Snecma Stator de turbomachine avec controle passif de la purge
EP2759676A1 (fr) * 2013-01-28 2014-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Agencement de turbine présentant un meilleur effet d'étanchéité au niveau d'un joint étanche
EP3048251A1 (fr) * 2015-01-22 2016-07-27 General Electric Company Aube de turbine pour une commande d'air de purge wheelspace
EP3121372A1 (fr) * 2015-07-20 2017-01-25 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Roue de turbine refroidie pour un réacteur
EP3517731A1 (fr) * 2018-01-30 2019-07-31 Safran Aero Boosters SA Ensemble comprenant une passage annulaire entre une virole statique et une plateforme rotorique de turbomachine et procédé correspondant de contrôle de strabilité d'un compresseur

Also Published As

Publication number Publication date
FR3118783B1 (fr) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2764408C (fr) Turbomachine comprenant des moyens ameliores de reglage du debit d'un flux d'air de refroidissement preleve en sortie de compresseur haute pression
FR2948726A1 (fr) Roue a aubes comprenant des moyens de refroidissement ameliores
FR2967238A1 (fr) Systeme de direction de l'ecoulement d'air dans un ensemble d'injecteurs de carburant
FR2919345A1 (fr) Anneau pour une roue de turbine de turbomachine.
FR2973829A1 (fr) Flasque d'etancheite pour etage de turbine de turbomachine d'aeronef, comprenant des tenons anti-rotation fendus
WO2020148489A1 (fr) Ensemble pour une turbomachine
FR3006366A1 (fr) Roue de turbine dans une turbomachine
FR2922939A1 (fr) Turbomachine comprenant un diffuseur
EP3880939B1 (fr) Étanchéité entre une roue mobile et un distributeur d'une turbomachine
FR3118783A1 (fr) Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine
FR3118782A1 (fr) Turbine a gaz haute-pression pour turbomachine
FR3005991A1 (fr) Dispositif d'interface entre deux elements de turbomachine
EP3449185B1 (fr) Système d'injection de turbomachine comprenant un déflecteur aérodynamique à son entrée et une vrille d'admission d'air
WO2023047034A1 (fr) Turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine et turbomachine
WO2023047033A1 (fr) Turbine à gaz haute-pression pour une turbomachine et turbomachine
FR3119199A1 (fr) Conduit de decharge a etancheite perfectionnee
FR3111942A1 (fr) Ensemble rotor d’une turbine basse pression d’une turbomachine
EP3721058B1 (fr) Liaison entre un secteur de distributeur en composite a matrice ceramique et un support metallique d'une turbine de turbomachine
WO2021023945A1 (fr) Anneau pour une turbine de turbomachine ou de turbomoteur
FR3092865A1 (fr) Disque de rotor avec arret axial des aubes, ensemble d’un disque et d’un anneau et turbomachine
EP4041993B1 (fr) Distributeur de turbine à aubage en composite à matrice céramique traversé par un circuit de ventilation métallique
FR3127518A1 (fr) Étage de turbomachine comprenant au moins un anneau d’étanchéité
FR3085405A1 (fr) Pressurisation de la cavite inter-lechettes par derivation du flux de bypass
FR2674909A1 (fr) Stator de compresseur de turbomachine a aubes demontables.
FR3049000A1 (fr) Distributeur d'une turbine comprenant une couronne interne monobloc

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20220715

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4