FR3124214A1 - Module de soufflante a joint ameliore - Google Patents

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FR2106485A
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Inventor
Guillaume Arnaud Michel CHASSIN
Guillaume Mathieu Jean-Louis BRUN
Goran Durdevic
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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    • 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
    • F01D11/003—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by packing rings; Mechanical seals
    • 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
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
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    • F16J15/10—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing
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    • F16J15/106—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with non-metallic packing characterised by structure homogeneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

MODULE DE SOUFFLANTE A JOINT AMELIORE Le module de soufflante selon l’invention comprend des redresseurs (2) ayant chacun une plateforme (20) engagée dans un logement ménagé dans la surface externe d’une virole interne (3), chaque plateforme (20) comprenant deux gorges (21, 22) diamétralement opposées, chacune des gorges d’une plateforme n étant respectivement en vis-à-vis d’une gorge (21, 22) d’une plateforme n+1 et d’une plateforme n-1 formant un espace entre chaque plateforme (20) dans lequel est placé un joint (7), caractérisé en ce que le joint (7) comprend une protubérance (70) à chacune de ses extrémités axiales, chaque protubérance a une taille supérieure à l’espace entre les plateformes. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 4

Description

MODULE DE SOUFFLANTE A JOINT AMELIORE
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
Le domaine technique de l’invention est celui des turbomachines et plus particulièrement celui des modules de soufflante d’un carter intermédiaire.
La présente invention concerne un module de soufflante comprenant un joint entre les plateformes des redresseurs.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
Les turbomachines comprennent des modules de soufflantes qui doivent être étanches pour une meilleure efficacité. Ces modules de soufflantes sont placés sur un carter intermédiaire.
La montre un carter intermédiaire 1 de turbomachine s’étendant selon un axe longitudinal. Le carter intermédiaire 1 comporte une pluralité de redresseurs 2 de soufflante disposés en forme de roue, et maintenus entre une virole interne 3 de moyeu 5 et une virole externe 4. Les redresseurs 2 ont pour rôle de redresser le flux d’air circulant dans la veine du carter intermédiaire 1, mais aussi d’assurer l’aérodynamisme da la turbomachine grâce à leur forme.
On connait du document FR 2 998 610, un redresseur de soufflante qui est fixé à la virole interne au moyen d’une plateforme engagée dans un logement ménagé sur la surface externe de la virole interne. Les plateformes sont disposées les unes à la suite des autres sur la circonférence de la virole interne. L’étanchéité de la veine est assurée au moyen d’un joint, disposé entre deux plateformes adjacentes pour limiter les fuites. Les plateformes comprennent des gorges disposées radialement de part et d’autre, ce qui fait que deux plateformes adjacentes présentent deux gorges en vis-à-vis dans lesquelles est placé un joint.
Ce joint a deux fonctions principales :
  • éviter la recirculation d’air dans le carter
  • assurer une qualité de veine aérodynamique permettant d’améliorer la performance du moteur
Cependant, on a constaté des rétractions des joints en fonctionnement du moteur lors des essais d’injection d’eau, de tempête de grêle et de gel. Ces rétractions sont dues aux caractéristiques de dilatation thermique de la matière polymère des joints sensibles aux basses températures.
Ces joints sont réalisés par extrusion puis coupés à une longueur supérieure à celle des gorges avant livraison. Lors de leur installation, les joints sont étirés. La tension longitudinale résiduelle n’est pas complètement annulée à cause du frottement dans les gorges des redresseurs. Les longueurs de joint superflues dépassant aux extrémités sont recoupées au droit des redresseurs. Lors de l’abaissement de température en fonctionnement, la pression de contact entre le joint et le redresseur diminue, une partie de la tension longitudinale résiduelle disparait, ce qui cause un raccourcissement du joint. Les augmentations de température postérieures au premier évènement de baisse importante de température ne permettent pas au joint de retrouver sa position initiale dans la gorge. Le jeu créé représente un risque pour le fonctionnement moteur, de par la recirculation d’air dans le carter et les pertes significatives de performance aérodynamique.
L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant le maintien du joint en toute circonstance.
Le module de soufflante selon l’invention comprend des redresseurs ayant chacun une plateforme engagée dans un logement ménagé dans la surface externe d’une virole interne, chaque plateforme comprenant deux gorges diamétralement opposées, chacune des gorges d’une plateforme n étant respectivement en vis-à-vis d’une gorge d’une plateforme n+1 et d’une plateforme n-1 formant un espace entre chaque plateforme dans lequel est placé un joint, il est caractérisé en ce que le joint comprend une protubérance à chacune de ses extrémités axiales, chaque protubérance a une taille supérieure à l’espace entre les plateformes.
Grâce à ces protubérances, le joint reste en place à toutes les températures. Le joint à la température d’installation ainsi qu’à la température maxi de fonctionnement sera de préférence plus court que le logement résultant des gorges des redresseurs adjacents. Ainsi les protubérances empêcheront le déplacement des extrémités lors de l’apparition du phénomène de rétraction à basse température.
Avantageusement, chaque gorge comprend un logement à chaque extrémité axiale, le logement étant de forme complémentaire aux protubérances. Ces logements aux extrémités amont et aval des plateformes des redresseurs permettent l’appui des protubérances des joints.
Avantageusement, toutes les protubérances sont identiques. Le joint peut ainsi être disposé dans n’importe quel sens.
Avantageusement, les protubérances sont en forme d’oreille. Les protubérances sont placées en appui sur les côtés des plateformes, laissant la partie axiale libre de tout relief.
Avantageusement, le joint est en élastomère. Ce matériau est particulièrement bien adapté aux contraires aéronautiques.
Selon un premier mode de réalisation , le joint est réalisé par moulage.
Selon un deuxième mode de réalisation, le joint est réalisé par injection.
Avantageusement, le joint a une longueur inférieure au logement à température ambiante.
Un autre objet de l’invention concerne, une roue de redresseur comprenant un module de soufflante avec au moins une des caractéristiques précédentes.
L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
est une vue en perspective d’un carter intermédiaire avec ses redresseurs,
est une vue en perspective du détail des plateformes des redresseurs,
est une vue de deux plateformes et d’un joint de l’état de la technique,
est une vue d’un joint selon l’invention,
est une vue de deux plateformes et du joint de la .

Claims (9)

  1. Module de soufflante comprenant des redresseurs (2) ayant chacun une plateforme (20) engagée dans un logement ménagé dans la surface externe d’une virole interne (3), chaque plateforme (20) comprenant deux gorges (21, 22) diamétralement opposées, chacune des gorges d’une plateforme n étant respectivement en vis-à-vis d’une gorge d’une plateforme n+1 et d’une plateforme n-1, lesdites gorges (21, 22) formant un espace entre chaque plateforme (20) dans lequel est placé un joint (7), caractérisé en ce que le joint (7) comprend une protubérance (70) à chacune de ses extrémités axiales, chaque protubérance a une taille supérieure à l’espace entre les plateformes.
  2. Module de soufflante selon la revendication 1, caractérisé que chaque gorge (21, 22) comprend un logement (23, 24) à chaque extrémité axiale, le logement (21, 22) étant de forme complémentaire aux protubérances.
  3. Module de soufflante selon une des revendications précédentes, caractérisé que toutes les protubérances (70) sont identiques.
  4. Module de soufflante selon une des revendications précédentes, caractérisé que les protubérances (70) sont en forme d’oreille.
  5. Module de soufflante selon une des revendications précédentes, caractérisé que le joint (7) est en élastomère.
  6. Module de soufflante selon une des revendications précédentes, caractérisé que le joint (7) est réalisé par moulage.
  7. Module de soufflante selon une des revendications 1 à 5, caractérisé que le joint (7) est réalisé par injection.
  8. Module de soufflante selon une des revendications précédentes, caractérisé que le joint (7) a une longueur inférieure au logement à température ambiante.
  9. Roue de redresseur comprenant un module de soufflante selon une des revendications précédentes.
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