FR3119194A1 - Distributeur de turbine pour turbomachine - Google Patents

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Abstract

L’invention concerne un distributeur (11) de turbine pour turbomachine, comportant une plate-forme radialement interne (12) et une plate-forme radialement externe reliées par des pales (13), une partie radiale de support (14) s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plate-forme radialement interne (12), une partie cylindrique de support (15) s’étendant depuis l’extrémité radialement interne de ladite partie radiale de support (14), au moins un élément en matériau abradable (16) étant supporté par ladite partie cylindrique (15), le distributeur (11) comportant au moins une tôle d’étanchéité (17), ladite tôle (17) comportant une partie (18) s’étendant radialement fixée à la partie radiale de support (14), et une partie (19) s’étendant axialement en amont de l’extrémité amont (20) de la plate-forme radialement interne (12), caractérisé en ce que la tôle (17) comporte des moyens de maintien radial (21, 22) de la partie s’étendant axialement (19) sur l’extrémité amont (20) de la plate-forme radialement interne (12). Figure à publier avec l’abrégé : figure n°3

Description

Distributeur de turbine pour turbomachine
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne un distributeur de turbine pour turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
Etat de la technique antérieure
La illustre un turboréacteur 1 à double flux de l’art antérieur, destiné à équiper en aéronef, en particulier un avion. Le turboréacteur 1 s’étend selon un axe X et comporte, d’amont en aval dans le sens de circulation des gaz, une soufflante 2, un compresseur basse pression 3, un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6 et une turbine basse pression 7. Les compresseurs basse et haute pression 3, 4, la chambre de combustion 5 et les turbines haute et basse pression 6, 7 sont situées dans une veine dite primaire 8.
Une veine 9 dite secondaire s’étend autour de la veine primaire 8, en aval de la soufflante 2. Une rangée annulaire d’aubes directrices 10 est située au niveau de la veine secondaire 9, ces aubes directrices 10 formant un aubage directeur de sortie ou O.G.V. (Outlet Guide Vane, en anglais).
La turbine basse pression 7 comporte plusieurs étages, chaque étage comportant une roue aubagée de rotor et un distributeur 11, situé en amont de la roue aubagée. Une partie d’un distributeur 11 de l’art antérieur est illustrée à la . Le distributeur 11 comporte classiquement une plate-forme radialement interne 12 et une plate-forme radialement externe (non visible sur les figures) reliées par des pales 13. Une partie radiale de support 14, également appelée jambe, s’étend radialement vers l’intérieur depuis la plate-forme radialement interne 12. Une partie cylindrique de support 15 s’étend depuis l’extrémité radialement interne de ladite partie radiale de support 14, un élément en matériau abradable 16 étant supporté par ladite partie cylindrique 15.
L’élément abradable 15 est destiné à coopérer avec des léchettes du rotor de façon à former un joint labyrinthe assurant une étanchéité dynamique.
Le distributeur 11 comporte en outre une tôle d’étanchéité 17, ladite tôle 17 comportant une partie 18 s’étendant radialement, fixée à la partie radiale de support 14, et une partie 19 s’étendant axialement en amont de l’extrémité amont 20 de la plate-forme radialement interne 12.
La tôle d’étanchéité 17 a pour fonction d’assurer l’étanchéité de la veine primaire 8, avec les éléments se trouvant à l’amont, par exemple la roue aubagée du rotor. Un bon positionnement de la tôle d’étanchéité 17 est nécessaire afin de garantir une bonne étanchéité de la veine primaire 8, et donc un rendement important de la turbomachine.
Cette tôle a également une fonction dite fusible, consistant à se briser en tout ou partie, notamment dans un cas d’arrêt de la turbine en survitesse.
Lors du montage de la tôle 17, cette dernière est mise en position de façon à placer la partie 18 de la tôle 17 s’étendant radialement en regard de la partie radiale de support 14, puis les deux parties 18, 14 sont fixées l’une à l’autre, par exemple par brasage. En pratique, la mise en position est cependant délicate à mettre en œuvre et il est fréquent que la tôle 17 soit mal positionnée, ce qui peut affecter l’étanchéité de la veine primaire 8 dans cette zone et, ainsi, réduire les performances de la turbomachine.
Présentation de l’invention
L’invention vise à remédier à ces inconvénients, de manière simple, fiable et peu onéreuse.
A cet effet, l’invention concerne un distributeur de turbine pour turbomachine, comportant une plate-forme radialement interne et une plate-forme radialement externe reliées par des pales, une partie radiale de support s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plate-forme radialement interne, une partie cylindrique de support s’étendant depuis l’extrémité radialement interne de ladite partie radiale de support, au moins un élément en matériau abradable étant supporté par ladite partie cylindrique, le distributeur comportant au moins une tôle d’étanchéité, ladite tôle comportant une partie s’étendant radialement fixée à la partie radiale de support, et une partie s’étendant axialement en amont de l’extrémité amont de la plate-forme radialement interne, caractérisé en ce que la tôle comporte des moyens de maintien radial de la partie s’étendant axialement sur l’extrémité amont de la plate-forme radialement interne.
Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. Par ailleurs, les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe de la turbomachine.
Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l’axe de la turbomachine.
Les moyens de maintien radial permettent de faciliter la mise en position de la tôle d’étanchéité sur les parties correspondantes du distributeur, avant fixation de la partie s’étendant radialement de la tôle sur la partie radiale précitée.
La partie s’étendant radialement de la tôle peut être fixée par brasage ou pointage à la partie radiale de support.
Les moyens de maintien radial peuvent permettent en particulier d’assurer l’appui radial de la partie s’étendant axialement de la tôle sur l’extrémité amont de la plate-forme radialement interne.
Le distributeur peut être annulaire et peut être sectorisé.
La plate-forme radialement interne, la plate-forme radialement externe et la tôle peuvent être sectorisées.
En d’autres termes, la tôle peut être formée de plusieurs secteurs adjacents agencés bout à bout de manière à former un anneau. Dans ce cas, chaque secteur de tôle est fixé à la partie radiale de support.
De façon générale, le distributeur peut être sectorisé et peut comporter plusieurs secteurs angulaires adjacents agencés bout à bout de manière à former un anneau. Chaque secteur peut par exemple comporter au moins deux pales reliant un secteur de plate-forme interne et un secteur de plate-forme externe. Les secteurs de plates-formes sont agencés bout à bout de manière à reconstituer une veine annulaire dans la zone d’implantation du distributeur.
Les moyens de maintien radial peuvent comporter au moins un crochet monté sur ou formé par la partie s’étendant axialement de la tôle, engagé sur l’extrémité amont de la plate-forme interne.
La tôle peut être élastique. La tôle peut être maintenu en appui élastiquement et/ou par les moyens de maintien radial, sur l’extrémité amont de la plate-forme interne.
Le crochet peut être engagé par encliquetage sur l’extrémité amont de la plate-forme interne.
Le crochet peut être formé intégralement avec la tôle.
Le crochet peut être réalisé par poinçonnage. Une telle caractéristique permet de faciliter la réalisation de la tôle ainsi que sa masse.
Le crochet peut être engagé dans un évidement de forme complémentaire formé au niveau de l’extrémité amont de la plate-forme radialement interne.
L’évidement peut être formé par une gorge.
La gorge peut s’étendre sur tout ou partie de la circonférence du distributeur.
La tôle peut comporter un seul crochet. Dans ce cas, le crochet peut s’étendre sur tout ou partie de la dimension circonférentielle de la tôle.
La tôle peut comporter plusieurs crochets. Ces crochets peuvent être régulièrement répartis sur la dimension circonférentielle de la tôle ou être situés uniquement au niveau des extrémités circonférentielles, par exemple.
La tôle peut être réalisée en un matériau de type alliage à base nickel, comme par exemple le matériau connu sous la marque ou la référence Hastelloy X. L’épaisseur de la tôle peut être sensiblement constante et peut être comprise entre 0,6 et 1 mm.
L’invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte un distributeur de turbine du type précité.
La turbine peut être une turbine basse pression ou une turbine haute pression.
La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur.
L’invention concerne également un aéronef comportant au moins une turbomachine du type précité. L’aéronef peut être un avion.
Brève description des figures
est une vue en coupe longitudinale partielle d’un turboréacteur à double flux de l’art antérieur,
est une vue en coupe longitudinale d’une partie d’un distributeur de turbine basse pression de l’art antérieur,
est une vue correspondant à la , illustrant une forme de réalisation de l’invention,
est une vue de dessus d’une partie d’une tôle d’étanchéité.
Description détaillée de l’invention
Les figures 3 et 4 illustrent une partie d’un distributeur 11 de turbine basse pression pour une turbomachine, selon une forme de réalisation de l’invention.
Comme précédemment, le distributeur 11 comporte une plate-forme radialement interne 12 et une plate-forme radialement externe reliées par des pales 13. Une partie radiale de support 14, également appelée jambe, s’étend radialement vers l’intérieur depuis la plate-forme radialement interne 12. Une partie cylindrique de support 15 s’étend depuis l’extrémité radialement interne de ladite partie radiale de support 14, un élément en matériau abradable 16 étant supporté par ladite partie cylindrique 15. Le distributeur 11 peut être sectorisé ou non.
L’élément abradable 16 est destiné à coopérer avec des léchettes du rotor de façon à former un joint labyrinthe assurant une étanchéité dynamique.
Le distributeur 11 comporte en outre une tôle d’étanchéité 17, ladite tôle 17 comportant une partie 18 s’étendant radialement fixée à la partie radiale de support 14, par exemple par pontage ou brasage, et une partie 19 s’étendant axialement en amont de l’extrémité amont 20 de la plate-forme radialement interne 12. La partie 19 s’étendant axialement est maintenue en appui sur l’extrémité amont 20 de la plate-forme radialement interne 12, par élasticité de la tôle 17 et par l’intermédiaire de moyens de maintien radial de la partie 19 s’étendant axialement sur l’extrémité amont 20 de la plate-forme radialement interne 12.
Ces moyens de maintien radial comporte un ou plusieurs crochets 21 formés intégralement, par exemple par poinçonnage, avec la partie axiale 19 de la tôle 17.
Chaque crochet 21 est engagé par encliquetage sur l’extrémité amont 20 de la plate-forme interne 12, en particulier dans une gorge 22 ménagée dans l’extrémité amont 20 de la plate-forme interne 12.
La tôle 17 peut comporter un seul crochet 21. Dans ce cas, le crochet 21 peut s’étendre sur tout ou partie de la dimension circonférentielle de la tôle 17.
La tôle 17 peut, en variante, comporter plusieurs crochets 21. Ces crochets 21 peuvent alors être régulièrement répartis sur la dimension circonférentielle de la tôle 17 ou être situés uniquement au niveau des extrémités circonférentielles de la tôle 17, par exemple.
La tôle 21 est par exemple réalisée en un matériau de type alliage à base nickel, comme par exemple le matériau connu sous la marque ou la référence Hastelloy X. L’épaisseur de la tôle 21 peut être sensiblement constante et peut être comprise entre 0,6 et 1 mm.
Les moyens de maintien radial 21, 22 précités permettent de faciliter la mise en position de la tôle d’étanchéité 17 sur les parties correspondantes du distributeur 11, avant fixation de la partie s’étendant radialement 18 de la tôle 17 sur la partie radiale de support 14.
Les moyens de maintien radial 21, 22 peuvent également permettre d’assurer l’appui radial de la partie s’étendant axialement 19 de la tôle 17 sur l’extrémité amont 20 de la plate-forme radialement interne 12.
Comme indiqué précédemment, la tôle d’étanchéité 17 a pour fonction d’assurer l’étanchéité de la veine primaire 8, avec les éléments se trouvant à l’amont, par exemple la roue aubagée du rotor. Un bon positionnement de la tôle d’étanchéité 17 est nécessaire afin de garantir une bonne étanchéité de la veine primaire 8, et donc un rendement important de la turbomachine.
Cette tôle 17 a également une fonction dite fusible, consistant à se briser en tout ou partie, notamment dans un cas d’arrêt de la turbine en survitesse.

Claims (7)

  1. Distributeur (11) de turbine pour turbomachine, comportant une plate-forme radialement interne (12) et une plate-forme radialement externe reliées par des pales (13), une partie radiale de support (14) s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la plate-forme radialement interne (12), une partie cylindrique de support (15) s’étendant depuis l’extrémité radialement interne de ladite partie radiale de support (14), au moins un élément en matériau abradable (16) étant supporté par ladite partie cylindrique (15), le distributeur (11) comportant au moins une tôle d’étanchéité (17), ladite tôle (17) comportant une partie (18) s’étendant radialement fixée à la partie radiale de support (14), et une partie (19) s’étendant axialement en amont de l’extrémité amont (20) de la plate-forme radialement interne (12), caractérisé en ce que la tôle (17) comporte des moyens de maintien radial (21, 22) de la partie s’étendant axialement (19) sur l’extrémité amont (20) de la plate-forme radialement interne (12).
  2. Distributeur de turbine selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de maintien radial comportent au moins un crochet (21) monté sur ou formé par la partie s’étendant axialement (19) de la tôle (17), engagé sur l’extrémité amont (20) de la plate-forme interne (12).
  3. Distributeur de turbine selon la revendication 2, caractérisé en ce que le crochet (21) est formé intégralement avec la tôle (17).
  4. Distributeur de turbine selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le crochet (21) est engagé dans un évidement (22) de forme complémentaire formé au niveau de l’extrémité amont (20) de la plate-forme radialement interne (12).
  5. Distributeur de turbine selon la revendication 4, caractérisé en ce que l’évidement est formé par une gorge (22).
  6. Turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte un distributeur (11) de turbine selon l’une des revendications 1 à 5.
  7. Aéronef comportant au moins une turbomachine selon la revendication 6.
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