FR3122450A1 - Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d’aubes et turbomachine correspondante - Google Patents
Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d’aubes et turbomachine correspondante Download PDFInfo
- Publication number
- FR3122450A1 FR3122450A1 FR2104403A FR2104403A FR3122450A1 FR 3122450 A1 FR3122450 A1 FR 3122450A1 FR 2104403 A FR2104403 A FR 2104403A FR 2104403 A FR2104403 A FR 2104403A FR 3122450 A1 FR3122450 A1 FR 3122450A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- treatment support
- casing
- turbomachine
- assembly according
- support
- 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
Links
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims description 5
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 claims description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 2
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001272720 Medialuna californiensis Species 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009760 electrical discharge machining Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
- F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
- F04D29/522—Casings; Connections of working fluid for axial pumps especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/526—Details of the casing section radially opposing blade tips
-
- 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
- F01D9/00—Stators
- F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
- F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
- F01D9/041—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
- F04D29/68—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers
- F04D29/681—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing by influencing boundary layers especially adapted for elastic fluid pumps
- F04D29/685—Inducing localised fluid recirculation in the stator-rotor interface
-
- 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
- F05D2240/00—Components
- F05D2240/10—Stators
- F05D2240/11—Shroud seal segments
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
L’invention concerne un ensemble comportant un carter (2) de turbomachine, en particulier d’aéronef, le carter de turbomachine comprenant une virole radialement externe (10), annulaire ou cylindrique, pourvue d’une surface radialement interne (11), et un support de traitement (20) aérodynamique comprenant une pluralité de rainures (30) réparties suivant une direction circonférentielle. Selon l’invention, la virole radialement externe (10) comprend un renforcement circonférentiel (17) dans lequel est monté le support de traitement (20) aérodynamique de manière amovible, le support de traitement (20) s’étendant suivant au moins un secteur angulaire et présentant une complémentarité de forme avec le renfoncement circonférentiel (17), le support de traitement (20) comprenant une ouverture circonférentielle (33) dans laquelle débouche la pluralité de rainures (30). Figure d’abrégé : Figure 4
Description
Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine général des turbomachines. Elle vise en particulier un ensemble comportant un carter de turbomachine, en particulier d’aéronef, et un support de traitement aérodynamique monté sur le carter. L’invention concerne également une turbomachine comprenant un tel ensemble.
Arrière-plan technique
De manière générale, une turbomachine d’aéronef comprend un ou plusieurs carters de turbomachine équipés chacun d’un support de traitement aérodynamique. En effet, chaque carter entoure une roue d’aubes mobiles qui sont entraînées en rotation à l’intérieur de celui-ci. Les aubes mobiles comprennent des extrémités libres qui sont placées au plus près de la surface interne de la virole radialement externe du carter. Le support de traitement aérodynamique comprend une pluralité de rainures formées dans la paroi de la virole radialement externe et réparties suivant une direction circonférentielle de manière à optimiser les performances aérodynamiques de la turbomachine. Les extrémités libres des aubes sont en regard des rainures et lorsque les aubes sont entrainées en rotation, une portion du flux d’air au niveau des extrémités libres circule dans les rainures qui réinjectent le flux d’air en amont des aubes de sorte à diminuer les tourbillons générés aux extrémités libres des aubes. Ces tourbillons formés aux extrémités des aubes pénalisent la performance des organes des turbomachines équipés de carter entourant des aubes mobiles. Un exemple de support de traitement aérodynamique est décrit dans la demande de brevet WO-A1-2013/156725.
Cependant, l’installation de ce support de traitement est intégral au carter et est complexe du fait que les rainures sont creusées dans la paroi du carter de manière non communicante et non traversante ce qui empêche de suivre les évolutions futures des turbomachines. Par ailleurs, ce support de traitement intégré au carter ne permet pas de faciliter la maintenance que ce soit pour les turbomachines ou les bancs d’essais de turbomachine. De plus, ce genre de carter avec des rainures intégrées est habituellement réalisé par usinage ou électroérosion ou enfonçage, ce qui limite la géométrie des rainures et leurs agencements dans les carters.
L’invention a pour but d’éviter les inconvénients précités.
L’objectif de l’invention est de fournir une solution optimale permettant d’améliorer le rendement aérodynamique des carters de turbomachine tout en facilitant la maintenance de ceux-ci et étant économique.
Nous parvenons à cet objectif conformément à l’invention grâce à un ensemble comportant un carter de turbomachine, en particulier d’aéronef, le carter de turbomachine comprenant une virole radialement externe, annulaire ou cylindrique, pourvue d’une surface radialement interne, et un support de traitement aérodynamique comprenant une pluralité de rainures réparties suivant une direction circonférentielle, la virole radialement externe comprenant un renforcement circonférentiel dans lequel est monté le support de traitement aérodynamique de manière amovible, le support de traitement s’étendant suivant au moins un secteur angulaire et présentant une complémentarité de forme avec le renfoncement circonférentiel, le support de traitement comprenant une ouverture circonférentielle dans laquelle débouche la pluralité de rainures.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. En particulier, un tel support de traitement aérodynamique monté de manière amovible dans le carter permet de réaliser la fonction de traitement grâce aux rainures que celui-ci comporte et d’être facilement démonté et monté pour la maintenance, ici côté amont dans la description qui suivra. En particulier, le support de traitement aérodynamique se présente comme une cartouche ayant plusieurs fonctions. L’une de ces fonctions obtenues notamment par les rainures est de contrôler la circulation du flux d’air aux extrémités libres (extrémités de tête) des aubes de sorte à atteindre un très bon rendement aérodynamique. Cela permet également de réduire les tourbillons de flux d’air qui se créent dans le jeu ou espace formé entre la virole radialement externe du carter et les extrémités libres des aubes et qui crée un phénomène de pompage. Par ailleurs, le fait que les rainures soient intégrées dans un support amovible permet de proposer plusieurs géométries de rainures ce qui améliore les performances selon les objectifs spécifiques à chaque turbomachine. A cela s’ajoute le fait que les coûts de fabrication sont réduits et que la durée de vie du carter est améliorée car il est possible de changer le support de traitement aérodynamique uniquement.
L’ensemble comprend l’une ou plusieurs caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison :
- le support de traitement comporte une première surface et une deuxième surface opposée à la première surface, la première surface étant destinée à présenter une continuité de surface avec la surface radialement interne de la virole radialement externe.
- le support de traitement présente une forme sensiblement en L.
- le support de traitement est réalisé par fabrication additive, et préférentiellement à base de poudre.
- le support de traitement est réalisé dans un matériau abradable.
- le support est réalisé dans un matériau métallique ou dans un matériau thermoplastique ou dans un matériau céramique.
- la deuxième surface comprend une gorge destinée à être en regard d’au moins une portion de la surface radialement interne du support de traitement, la gorge formant un espace radial entre le fond de la gorge et la portion de surface radialement interne.
- chaque rainure présente une forme allongée selon une direction principale d'orientation avec une première portion sensiblement droite et une deuxième portion sensiblement inclinée par rapport à la première portion.
- l’ensemble comprend une roue à aubes entourées par le carter, le support de traitement aérodynamique étant disposé en regard des extrémités libres des aubes de sorte que lors de la rotation des aubes, un flux d’air circulant au niveau des extrémités libres pénètre dans les rainures, et éventuellement dans l’ouverture circonférentielle.
- le carter est un carter de compresseur haute pression ou basse pression.
- le support de traitement est formé de plusieurs secteurs de support de traitement.
- le support de traitement est annulaire.
L’invention grâce à un ensemble comportant un carter de turbomachine, en particulier d’aéronef, le carter de turbomachine comprenant une virole radialement externe, annulaire ou cylindrique, pourvue d’une surface radialement interne, et un support de traitement aérodynamique comprenant une pluralité de rainures réparties suivant une direction circonférentielle, la virole radialement externe comprenant un renforcement circonférentiel dans lequel est monté le support de traitement aérodynamique de manière amovible, le support de traitement s’étendant suivant au moins un secteur angulaire et présentant une complémentarité de forme avec le renfoncement circonférentiel, le support de traitement présentant une forme sensiblement en L.
Selon une caractéristique cet ensemble, le support étant monté en amont du carter.
Selon une autre caractéristique de cet ensemble, le support de traitement aérodynamique étant disposé en regard des extrémités libres des aubes de sorte que lors de la rotation des aubes, un flux d’air circulant au niveau des extrémités libres pénètre dans les rainures.
L’invention concerne également une turbomachine comprenant un ensemble présentant l’une quelconque des caractéristiques susmentionnées.
L’invention concerne en outre un aéronef comprenant au moins une turbomachine telle que susmentionnée.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
Description détaillée de l’invention
La figure 1 illustre un ensemble destiné à équiper une turbomachine 1, en particulier de turbomachine d’aéronef. La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur. L’ensemble comprend un carter de turbomachine et un support de traitement aérodynamique destiné à équiper le carter turbomachine.
Dans la présente demande, les termes « amont », « aval », « axial » et « axialement » sont définis par rapport au sens de circulation des gaz dans la turbomachine et également suivant l’axe longitudinal X (et même de gauche à droite sur la figure 1). Les termes « radial », « radialement », « interne » et « externe » sont également définis par rapport à un axe radial Z qui est perpendiculaire à l’axe X de la turbomachine.
De manière générale, une turbomachine, en particulier d’aéronef, d’axe longitudinal X, comprend un générateur de gaz (non représenté) qui comporte, d’amont en aval et dans le sens d’écoulement des flux de gaz ou d’air, une section de compresseur, une chambre de combustion, et une section de turbine. La section de compresseur peut comprendre un compresseur basse pression et un compresseur haute pression. La section de turbine peut comprendre une turbine basse pression et une turbine haute pression. Des carters intermédiaires peuvent être montés entre des carters de compresseurs basse pression et haute pression et aussi entre des carters de turbines basse pression et haute pression. En aval de la turbine basse pression est agencé un carter d’échappement pour l’évacuation du flux primaire traversant le générateur de gaz. Chaque compresseur (basse ou haute pression) et chaque turbine (basse ou haute pression) comprend respectivement plusieurs roues d’aubes mobiles qui sont montées en amont ou en aval de roues fixes ou de stator. Les roues d’aubes mobiles sont entourées par des carters de compresseur ou des carters de turbine.
Les turbomachines double flux et double corps comprennent chacune une soufflante (non représentée) montée en amont du générateur de gaz. La soufflante comprend une pluralité d’aubes de soufflante, mobiles, qui sont entrainées en rotation, autour de l’axe longitudinal, par un arbre moteur tel qu’un arbre de compresseur basse pression. Les aubes de soufflante sont entourées d’un carter de soufflante portant une nacelle. Cette dernière est rattachée à une voilure d’un aéronef.
Le carter représenté sur la figure 1 est un carter 2 de compresseur, notamment basse pression ou haute pression entourant des aubes mobiles 3. Toutefois, le carter peut être un carter de turbine ou un carter de soufflante. Les aubes mobiles 3 s’étendent radialement depuis la périphérie d’un disque 4 sur lequel celles-ci sont montées. Les aubes 3 comprennent chacune une extrémité libre 5 en regard du carter. Les aubes mobiles 3 comprennent également chacune un bord d’attaque 6 et un bord de fuite 7 opposés sensiblement suivant l’axe longitudinal X. Ces bords d’attaque et de fuite relient une surface intrados 8 et une surface extrados 9.
En référence aux figures 2 et 3, le carter 2 comprend une virole radialement externe 10, annulaire ou cylindrique, qui est centrée sur l’axe longitudinal X. La virole radialement externe 10 est pourvue d’une surface radialement interne 11 et d’une surface radialement externe 12 qui sont opposées radialement. La surface radialement interne 11 est en regard des extrémités libres 5 des aubes mobiles 3. Un jeu est prévu entre les extrémités libres 5 des aubes 3 et la surface radialement interne 11 de manière à permettre une circulation d’un flux d’air. Le carter 2 comprend une bride amont 13 et une bride aval 14 qui s’étendent chacune depuis la surface radialement externe 12 de la virole radialement externe 10 et vers l’extérieur. Les brides amont et aval 13, 14 permettent la fixation du carter 2 sur des organes adjacents de la turbomachine tels que des carters ou une structure fixe. En particulier, la virole radialement externe 10 comprend une face amont 15 et une face aval 16 qui sont opposées suivant l’axe longitudinal. La face aval 16 présente une continuité de surface avec celle de la bride aval 14. La face amont 15 présente également une continuité de surface avec celle de la bride amont 13.
Le support de traitement 20 aérodynamique est monté de manière amovible sur la virole radialement externe 10 du carter 2. Pour cela, la virole radialement externe 10 comprend un renforcement circonférentiel 17 comme nous pouvons le voir sur la figure 2 et qui est formé dans la surface radialement interne 11. Le renfoncement circonférentiel 17 s’étend suivant une direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal X. Le renfoncement circonférentiel 17 débouche à la fois, dans la surface radialement interne 11 et dans la face amont 15 de la virole radialement externe 10. Plus précisément encore, le renfoncement circonférentiel 17 comprend une forme sensiblement en L ouvert côté amont et côté intérieur.
Comme cela est illustré sur les figures 3 et 4, le support de traitement 20 comprend une forme en L, suivant une section radiale. Celui-ci présente une branche radiale côté amont et une branche axiale qui s’étend vers le côté aval et côté intérieur du carter 2 en situation d’installation. Le support de traitement 20 présente une complémentarité de forme avec le renfoncement circonférentiel 17 dans lequel celui-ci est monté de manière amovible, et côté amont. Le support de traitement 20 comprend plus précisément une paroi radiale 21 et une paroi axiale 22. Le support de traitement 20 présente une première surface 23 et une deuxième surface 24 qui sont opposées radialement. Les première et deuxième surfaces 23, 24 sont portées par la paroi axiale 22. Le support de traitement 20 comprend également un premier flanc 25 et un deuxième flanc 26 qui sont opposés axialement. Le premier flanc 25 est porté par la paroi radiale 21 tandis que le deuxième flanc 26 est porté par la paroi axiale 22.
Afin de limiter, voire d’éviter de perturber l’écoulement du flux d’air à l’intérieur du carter 2, le support de traitement 20 est monté dans le renfoncement circonférentiel 17 de manière que la première surface 23 du support de traitement 20 présente une continuité de surface avec la surface radialement interne 11 de la virole radialement externe 10. De même, le premier flanc 25 du support de traitement 20 présente une continuité de surface avec la face amont 15 de la virole radialement externe 10.
Le renfoncement circonférentiel 17 défini une première surface d’appui 27 qui est décalée axialement de la face amont 15 de la virole radialement externe 10. La première surface d’appui 27 est définie dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal X. Le support de traitement 20 présente une deuxième surface d’appui 28 qui est destinée à prendre appui sur la première surface d’appui 27. La deuxième surface d’appui 28 est portée par la paroi radiale 21 et est opposée axialement au premier flanc 25. De la sorte, la paroi radiale 21 comprend une épaisseur (suivant l’axe longitudinal) qui est égale ou sensiblement égale à la distance entre la face amont 15 et la première surface d’appui 27 de la virole radialement externe. Le renfoncement circonférentiel 17 défini également une troisième surface d’appui 29 qui est décalée axialement de la première surface d’appui 27 et en aval de celle-ci. La troisième surface d’appui 27 est également définie dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal. Le deuxième flanc 26 est destiné à prendre appui sur la troisième surface d’appui 27 du support de traitement 20. Le deuxième flanc 26 comprend une surface plane définie dans un plan perpendiculaire à l’axe longitudinal. Les liaisons appui-plans formées par les surfaces d’appui 27, 28, 29 et deuxième flanc 26, permettent de limiter, voire d’éviter le déplacement axial du support de traitement 20 par rapport au carter 2.
En référence au figures 4 à 8, le support de traitement 20 aérodynamique comprend une pluralité de rainures 30 réparties suivant la direction circonférentielle. Les rainures 30 traversent une paroi du support de traitement 20 de part et d’autre suivant l’axe radial. Les rainures 30 sont en particulier formées dans la paroi axiale 22. Celles-ci sont parallèles les unes aux autres et ne communiquent pas latéralement (circonférentiellement) entre elles. Chaque rainure 30 présente une forme allongée selon une direction principale d'orientation. La figure 7 présente un exemple de rainure 30. Suivant cet exemple, chaque rainure 30 comprend une première portion 30a sensiblement droite et une deuxième portion 30b sensiblement inclinée par rapport à la première portion 30a. L’angle d’inclinaison α (alpha) entre la première portion et la deuxième portion est compris entre 110° et 150°. La direction principale d’orientation est sensiblement inclinée par rapport à l’axe longitudinal. Bien entendu, les rainures peuvent présenter des formes différentes et complexes. Celles-ci peuvent être de section rectangulaire, en forme de demi-lune, avec une inflexion ou une courbure continue. Celles-ci peuvent être également non axiales.
Suivant l’exemple représenté, chaque rainure 30 comprend une extrémité amont 31 et une extrémité aval 32 opposées suivant la direction principale d’orientation. Les extrémités libres des aubes 30 s’étendent axialement entre l’extrémité amont 31 et l’extrémité aval 32 des rainures. En d’autres termes, la longueur de chaque rainure 30 est supérieure à la longueur des extrémités libres des aubes. Plus précisément encore à titre d’exemple, le bord d’attaque 6 des aubes 3, au niveau des extrémités libres 5 est décalé axialement et est situé en aval de l’extrémité amont des rainures 30.
Le support de traitement 20 aérodynamique comprend en outre une ouverture circonférentielle 33. L’ouverture circonférentielle 33 s’étend radialement à l’extérieur des rainures (en situation d’installation). Toutes les rainures 30 débouchent dans l’ouverture circonférentielle 33. Cela permet la circulation du flux d’air à travers les rainures et dans l’ouverture circonférentielle. L’ouverture 33 s’étend également axialement suivant une longueur sensiblement égale à la longueur des rainures 30.
Dans le cas où le support de traitement 20 est dépourvu de l’ouverture circonférentielle les rainures comprennent un fond (rainures de type borgne) de sorte que celles-ci soient non débouchantes.
Le support de traitement 20 aérodynamique illustré précisément sur la figure 5 s’étend suivant au moins un secteur angulaire. Dans le présent exemple et tel que représenté sur la figure 1, le support de traitement 20 est formé de plusieurs secteurs 20a, 20b, 20c, 20d de support de traitement. Les secteurs 20a, 20b, 20c, 20d sont identiques et sont disposés autour de l’axe longitudinal. Chaque secteur angulaire s’étend, suivant la direction circonférentielle, entre une première extrémité circonférentielle 34 et une deuxième extrémité circonférentielle 35 (cf. figure 6). Les extrémités circonférentielles 34, 35 sont destinées à être en contact avec des extrémités circonférentielles des secteurs de support de traitement adjacents. Le contact entre les extrémités circonférentielles est avantageusement un contact plan. A cet effet, les secteurs de support de traitement comprennent des surfaces planes définies dans un plan radial à chaque première et deuxième extrémité circonférentielle. Chaque secteur s’étend sur un secteur angulaire compris entre 80 et 100°. De préférence, le secteur angulaire est de 90°. Ici, quatre secteurs 20a, 20b, 20c, 20d de support de traitement sont montés sur la virole radialement externe pour présenter une forme annulaire (360°).
De manière alternative, le support de traitement 20 est annulaire et est formé d’un seul tenant. Le support de traitement 20 annulaire présente également une forme sensiblement en L et une complémentarité de forme avec le renfoncement circonférentiel 17. Dans ce cas un seul support de traitement est nécessaire pour combler le renfoncement circonférentiel 17 sur toute sa longueur circonférentielle.
Dans le cas du support de traitement aérodynamique formé de plusieurs secteurs, l’ouverture circonférentielle 33 débouche de manière circonférentielle dans les surfaces planes des extrémités circonférentielles 34, 35 des secteurs. Dans le cas du support de traitement formé d’un seul tenant, l’ouverture circonférentielle est annulaire (360°).
De manière avantageuse, le support de traitement est réalisé par fabrication additive ou fusion sélective de poudre. La fabrication additive permet de réaliser des géométries complexes et des pièces venues de matières (en une seule pièce). De préférence, mais non limitativement, la fabrication additive est un procédé de fusion laser sur lit de poudre connu sous l’acronyme anglais SLM pour « Selective Laser Melting ». Le procédé est réalisé à partir d’une installation dans laquelle plusieurs couches de matériaux, en particulier sous forme de poudre, sont superposées sur un support de fabrication. Les couches de poudre issues d’un réservoir d’alimentation sont transférées sur le support de fabrication et sont ensuite fondues les unes après les autres au moyen d’un faisceau laser 70 se déplaçant sur la surface de chaque couche. Avec le procédé de fabrication additive, le support de traitement peut être réalisé en plusieurs secteurs mais également d’un seul tenant. Le support de traitement aérodynamique d’un seul tenant permet de limiter ou d’éviter des fuites qui pourraient survenir entre les secteurs de support de traitement.
Le support de traitement 30 est réalisé dans un matériau métallique. Des exemples de matériaux métalliques sont l’acier inoxydable, le titane, un alliage de fer et de nickel, etc. Avantageusement, le matériau métallique du support de traitement est identique à celui du carter de turbomachine. De manière alternative, le support de traitement 20 est réalisé dans un matériau thermoplastique. Un exemple de matériau thermoplastique est un Polyetheretherketone (Peek) ou un Polyétherimide (PEI). Le support de traitement pourrait encore être fabriqué dans un matériau composite de manière à alléger le poids du support de traitement 30. Un support de traitement 30 en matériau composite permet d’avoir un impact moindre si une extrémité libre d’une aube mobile entre en contact avec celui-ci. Les choix de matériaux devront prendre en compte les problèmes d’état de surface, de résistance à la température et à l’encrassement. D’autre part, les matériaux thermoplastiques et céramiques permettraient également de diminuer la masse notamment et les coûts de remplacement des pièces. Suivant encore une autre caractéristique avantageuse, le matériau du support de traitement présente un coefficient de dilatation plus important sur le carter. La différence de coefficient de dilatation permet d’avoir une marche descendante entre le support de traitement et le carter de manière à perturber le moins possible l’écoulement.
Suivant une autre alternative, le support de traitement est réalisé dans un matériau abradable, par exemple métallique de type classique.
Comme nous pouvons le voir sur la figure 4, le support de traitement 20 comprend une gorge 36 qui est définie dans la deuxième surface 24 de celui-ci. La gorge 36 s’étend suivant la direction circonférentielle sur toute la surface de chaque secteur ou est annulaire (360°). La gorge 36 présente une section radiale sensiblement en forme de U ou tronconique et s’ouvre dans la deuxième surface 24. La gorge 36 est destinée à être en regard d’une portion de surface radialement interne de la virole radialement externe. Cette configuration permet de former un espace radial entre le fond de la gorge 36 et la portion 11a de surface radialement interne de la virole radialement externe 10 et d’autoriser la dilation du matériau du support de traitement.
En référence aux figures 4 et 5, le support de traitement 20 comprend en outre des moyens de centrage 40 de celui-ci sur le carter. Les moyens de centrage 40 comprennent une patte 41 annulaire destinée à s’engager dans une encoche 42 du carter de turbomachine. La patte 41 présente une complémentarité de forme avec l’encoche 42. La patte 41 annulaire s’étend précisément depuis le deuxième flanc 26 et suivant l’axe longitudinal.
Sur la figure 5, la patte annulaire comprend des chanfreins 43 afin de faciliter le montage du support de traitement sur le carter 2. Les chanfreins 43 s’étendent sur toute la longueur circonférentielle de la patte 41. Un premier chanfrein 43a s’étend entre le deuxième flanc 26 et la deuxième surface 24 et un deuxième chanfrein 43b s’étend également entre le deuxième flanc 26 et la première surface 23. De manière avantageuse, les chanfreins 43 présentent une surface inclinée par rapport au plan du deuxième flanc 26. La surface des chanfreins 43 est sensiblement plane. La virole radialement externe 10 comprend également un chanfrein 44 qui est situé entre la surface d’appui 29 et une paroi latérale 42a sensiblement annulaire de l’encoche 42. Le chanfrein 44 s’étend également sur toute la longueur circonférentielle de la surface d’appui 29.
Les moyens de centrage 40 comprennent également au moins une surface d’appui annulaire destinée à être en appui avec la portion 11a de la surface radialement interne 11 de la virole radialement externe 10. La surface d’appui présente une complémentarité de forme également avec la portion 11a de surface radialement interne. Cette surface d’appui forme un appui dit « long » et évite un hyperstatisme. Plus précisément, le support de traitement 20 est pourvu de deux surfaces d’appuis 45a, 45b d’appui annulaires. Ces surfaces d’appui annulaires sont situées de part et d’autre de la gorge 36 et viennent en appui contre la portion 11a de surface radialement interne.
Sur les figures 1 et 7, le support de traitement 20 est fixé sur le carter 2 grâce à des organes de fixation 46 tels que des vis 47 (à tête fraisée par exemple). Le support de traitement 20 comprend des premiers trous 48 qui sont formés dans la paroi radiale 21 et qui traversent cette dernière de part et d’autre. Chaque premier trou 48 présente un axe sensiblement parallèle longitudinal. Les premiers trous 48 débouchent sur la surface d’appui 28. Le carter 2 comprend également des deuxièmes trous (non représentés) qui sont formés dans la virole radialement externe 10 et dont les axes sont parallèles à l’axe longitudinal. Les premiers et deuxième trous sont coaxiaux et traversés par des vis de sorte à maintenir le support de traitement 10 en position sur le carter 2. Ces organes de fixation 46 permettent d’avoir une compacité radiale maximale.
Nous allons maintenant décrire un procédé de montage du support de traitement 20 sur un carter de turbomachine. Le procédé comprend une étape de fourniture d’un support de traitement 20 comprenant des rainures 30. Le support de traitement 20 est fourni sous forme de plusieurs secteurs ou sous forme d’une seule pièce annulaire. Le procédé comprend une étape de mise en place du support de traitement 20 en amont du carter 2 et dans le renforcement circonférentiel 17 de forme correspondante. Pour mettre le support de traitement 20 sur le carter, la patte 41 annulaire du support de traitement 20 est introduite dans l’encoche 42 du carter 2 de turbomachine. Les chanfreins 43, 43a, 43b, 44 permettent un glissement des différentes parties. Les surfaces d’appui et deuxième flanc viennent également en appui les unes contre les autres pour maintenir le support de traitement 20 sur le carter 2. Puis ou simultanément, la branche radiale 21 est installée dans la portion du renfoncement circonférentiel 17 correspondant en amont du carter. La surface deuxième surface (ou au moins une partie de celle-ci (surfaces 45a, 45b) vient en contact avec la portion 11 de surface radialement interne 11 du carter 2, et une deuxième surface d’appui 28 vient également en appui contre la première surface d’appui 27. Ensuite, le procédé comprend une étape de fixation de support de traitement 20 sur le carter 2. Lors de cette étape, plusieurs vis sont introduites respectivement dans les premiers et deuxièmes trous correspondant de manière à fixer solidement le support de traitement 20 sur le carter. Le support de traitement est démonté en réalisant les étapes de manière inversée. En fonctionnement et lors de la rotation des aubes 3, le flux d’air circulant au niveau des extrémités libres 5 des aubes pénètre dans les rainures 30. Si le support de traitement comprend une ouverture circonférentielle, le flux d’air circule dans les rainures 30 et l’ouverture circonférentielle 33.
Claims (11)
- Ensemble comportant un carter (2) de turbomachine, en particulier d’aéronef, le carter de turbomachine comprenant une virole radialement externe (10), annulaire ou cylindrique, pourvue d’une surface radialement interne (11), et un support de traitement (20) aérodynamique comprenant une pluralité de rainures (30) réparties suivant une direction circonférentielle,caractérisé en ce quela virole radialement externe (10) comprend un renforcement circonférentiel (17) dans lequel est monté le support de traitement (20) aérodynamique de manière amovible, le support de traitement (20) s’étendant suivant au moins un secteur angulaire et présentant une complémentarité de forme avec le renfoncement circonférentiel (17), le support de traitement (20) comprenant une ouverture circonférentielle (33) dans laquelle débouche la pluralité de rainures (30).
- Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le support de traitement (30) comporte une première surface (23) et une deuxième surface (24) opposée à la première surface (23), la première surface (23) étant destinée à présenter une continuité de surface avec la surface radialement interne (11) de la virole radialement externe (10).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de traitement (10) présente une forme sensiblement en L.
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de traitement (20) est réalisé par fabrication additive, et préférentiellement à base de poudre.
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support de traitement (20) est réalisé dans un matériau abradable.
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le support est réalisé dans un matériau métallique ou dans un matériau thermoplastique ou dans un matériau céramique.
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la deuxième surface (24) comprend une gorge (26) destinée à être en regard d’au moins une portion (11a) de la surface radialement interne (11), la gorge (26) formant un espace radial entre le fond de la gorge (26) et la portion (11a) de surface radialement interne.
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque rainure (30) présente une forme allongée selon une direction principale d'orientation avec une première portion (30a) sensiblement droite et une deuxième portion (30b) sensiblement inclinée par rapport à la première portion (30a).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une roue à aubes (3) entourées par le carter (2), le support de traitement (20) aérodynamique étant disposé en regard des extrémités libres (5) des aubes de sorte que lors de la rotation des aubes, un flux d’air circulant au niveau des extrémités libres (5) pénètre au moins dans les rainures (30).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le carter (2) est un carter de compresseur haute pression ou basse pression.
- Turbomachine (1), en particulier d’aéronef, comprenant un ensemble de turbomachine selon l’une quelconque des revendications précédentes.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2104403A FR3122450B1 (fr) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d’aubes et turbomachine correspondante |
| PCT/FR2022/050793 WO2022229555A2 (fr) | 2021-04-28 | 2022-04-26 | Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d'aubes et turbomachine correspondante |
| US18/556,803 US20240200468A1 (en) | 2021-04-28 | 2022-04-26 | Turbine engine assembly comprising a casing and an aerodynamic treatment member at the blade tips, and corresponding turbine engine |
| CN202280036931.XA CN117355678A (zh) | 2021-04-28 | 2022-04-26 | 包括壳体和位于叶片尖端处的空气动力学处理构件的涡轮发动机组件以及对应的涡轮发动机 |
| EP22735537.7A EP4330557A1 (fr) | 2021-04-28 | 2022-04-26 | Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d'aubes et turbomachine correspondante |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR2104403 | 2021-04-28 | ||
| FR2104403A FR3122450B1 (fr) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d’aubes et turbomachine correspondante |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3122450A1 true FR3122450A1 (fr) | 2022-11-04 |
| FR3122450B1 FR3122450B1 (fr) | 2023-05-12 |
Family
ID=76601364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR2104403A Active FR3122450B1 (fr) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d’aubes et turbomachine correspondante |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240200468A1 (fr) |
| EP (1) | EP4330557A1 (fr) |
| CN (1) | CN117355678A (fr) |
| FR (1) | FR3122450B1 (fr) |
| WO (1) | WO2022229555A2 (fr) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2434164A1 (fr) * | 2010-09-24 | 2012-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Traitement de carter variable |
| WO2013156725A2 (fr) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Snecma | Carter de compresseur a cavités au calage optimisé |
| EP2728196A2 (fr) * | 2012-11-01 | 2014-05-07 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG | Passage d'écoulement de purge |
| US20150086344A1 (en) * | 2013-05-31 | 2015-03-26 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Assembly for a fluid flow machine |
| FR3087825A1 (fr) * | 2018-10-29 | 2020-05-01 | Safran Aircraft Engines | Secteur d'anneau de turbine a languettes d'etancheite refroidies |
-
2021
- 2021-04-28 FR FR2104403A patent/FR3122450B1/fr active Active
-
2022
- 2022-04-26 WO PCT/FR2022/050793 patent/WO2022229555A2/fr active Application Filing
- 2022-04-26 CN CN202280036931.XA patent/CN117355678A/zh active Pending
- 2022-04-26 US US18/556,803 patent/US20240200468A1/en active Pending
- 2022-04-26 EP EP22735537.7A patent/EP4330557A1/fr active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2434164A1 (fr) * | 2010-09-24 | 2012-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Traitement de carter variable |
| WO2013156725A2 (fr) | 2012-04-19 | 2013-10-24 | Snecma | Carter de compresseur a cavités au calage optimisé |
| EP2728196A2 (fr) * | 2012-11-01 | 2014-05-07 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG | Passage d'écoulement de purge |
| US20150086344A1 (en) * | 2013-05-31 | 2015-03-26 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Assembly for a fluid flow machine |
| FR3087825A1 (fr) * | 2018-10-29 | 2020-05-01 | Safran Aircraft Engines | Secteur d'anneau de turbine a languettes d'etancheite refroidies |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117355678A (zh) | 2024-01-05 |
| WO2022229555A2 (fr) | 2022-11-03 |
| WO2022229555A3 (fr) | 2022-12-15 |
| US20240200468A1 (en) | 2024-06-20 |
| FR3122450B1 (fr) | 2023-05-12 |
| EP4330557A1 (fr) | 2024-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2053200B1 (fr) | Contrôle du jeu en sommet d'aubes dans une turbine haute-pression de turbomachine | |
| CA2747989C (fr) | Carter de compresseur a cavites optimisees | |
| CA2608268A1 (fr) | Secteur d'anneau de turbine de turbomachine | |
| EP2603670B1 (fr) | Dispositif de blocage d'un pied d'une aube de rotor | |
| FR2984428A1 (fr) | Redresseur de compresseur pour turbomachine. | |
| WO2022229555A2 (fr) | Ensemble de turbomachine comprenant un carter et un support de traitement aerodynamique en tete d'aubes et turbomachine correspondante | |
| EP3683450B1 (fr) | Ensemble rotatif de turbomachine | |
| FR3109795A1 (fr) | Carter intermediaire de redressement avec bras structural monobloc | |
| FR2953252A1 (fr) | Secteur de distributeur pour une turbomachine | |
| FR3085712A1 (fr) | Aube de roue mobile pour turbomachine d'aeronef, presentant un talon decouple de la pale de l'aube | |
| FR3090032A1 (fr) | Aube pour roue de turbomachine | |
| EP3976939B1 (fr) | Module de turbomachine d'aeronef | |
| EP3976935B1 (fr) | Anneau d'étanchéité pour une roue de turbine de turbomachine | |
| FR3121168A1 (fr) | Réduction des fuites dans une turbomachine | |
| FR3111677A1 (fr) | Compresseur de turbomachine, procédé de montage dudit compresseur | |
| FR3109796A1 (fr) | Carter intermediaire de redressement avec bras structural rapporte | |
| WO2023247903A1 (fr) | Ensemble aubagé pour turbomachine, turbine pour turbomachine et turbomachine | |
| WO2023156726A1 (fr) | Assemblage pour une turbomachine d'aéronef et turbomachine d'aéronef | |
| FR3141207A1 (fr) | Anneau d’étanchéité pour turbine démontable par l’amont | |
| WO2022123157A1 (fr) | Ensemble statorique de turbine avec degré de liberté radial entre un distributeur et un anneau d'étanchéité | |
| FR3116298A1 (fr) | Disque pour roue mobile de module de turbomachine d’aeronef, comprenant une butee de retention axiale d’aube integree au disque | |
| FR3140122A1 (fr) | Ensemble pour turbomachine d’aeronef comprenant un echangeur de chaleur du type sacoc, de conception ameliore | |
| FR3127251A1 (fr) | Refroidissement d’aubes de turbine de turbomachines | |
| FR3137940A1 (fr) | Traitement de carter à calage variable par multidisques co-axiaux | |
| FR3107924A1 (fr) | Anneau mobile pour turbine de turbomachine, comprenant une extrémité axiale d’appui pourvue de rainures de refroidissement différentiel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20221104 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |