FR3126442A1 - Roue aubagée de stator de turbine - Google Patents

Roue aubagée de stator de turbine Download PDF

Info

Publication number
FR3126442A1
FR3126442A1 FR2108900A FR2108900A FR3126442A1 FR 3126442 A1 FR3126442 A1 FR 3126442A1 FR 2108900 A FR2108900 A FR 2108900A FR 2108900 A FR2108900 A FR 2108900A FR 3126442 A1 FR3126442 A1 FR 3126442A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
platform
slot
sector
sealing member
bladed wheel
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
FR2108900A
Other languages
English (en)
Other versions
FR3126442B1 (fr
Inventor
Jonathan BERCOT
Boucif Bensalah
Boubou NIAKATE
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 FR2108900A priority Critical patent/FR3126442B1/fr
Publication of FR3126442A1 publication Critical patent/FR3126442A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR3126442B1 publication Critical patent/FR3126442B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00Stators
    • F01D9/02Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/041Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector using blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/28Arrangement of seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/02Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/08Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing
    • F16J15/0887Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces with exclusively metal packing the sealing effect being obtained by elastic deformation of the packing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/55Seals
    • F05D2240/57Leaf seals
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00Function
    • F05D2260/30Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/38Retaining components in desired mutual position by a spring, i.e. spring loaded or biased towards a certain position

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

L’invention concerne une roue aubagée (13) de stator de turbine (6, 7) pour une turbomachine (1), ladite roue (13) s’étendant selon un axe (X) et comportant plusieurs secteurs angulaires (19) adjacents répartis avec jeu (j) autour de la circonférence, chaque secteur (19) comportant au moins une pale (14) s’étendant dans la direction radiale et une plate-forme (15, 16) s’étendant depuis l’extrémité radialement interne et/ou l’extrémité radialement externe de la pale (14), chaque plate-forme (15, 16) comporte au moins une fente (20), des organes d’étanchéité (21) étant montés entre les plates-formes (15, 16), chaque organe d’étanchéité (21) comportant une première partie (21a) montée dans une fente (20) d’une plate-forme (15, 16) d’un première secteur (19) et une seconde partie (21b) montée dans une fente (20) d’une plate-forme (15, 16) d’un second secteur (19), adjacente au premier secteur (19), caractérisé en ce que chaque organe d’étanchéité (21) est contraint élastiquement dans la direction circonférentielle entre les plates-formes (15, 16) correspondantes. Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 2]

Description

Roue aubagée de stator de turbine
Domaine technique de l’invention
L’invention concerne une roue aubagée de stator de turbine pour une turbomachine, par exemple une turbomachine d’aéronef, en particulier un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
Etat de la technique antérieure
La représente une turbomachine 1 à double flux et à double corps. L’axe de la turbomachine est référencé X. Dans ce qui suit, les termes axial et radial sont définis par rapport à l’axe X.
La turbomachine 1 comporte, de l’amont vers l’aval dans le sens d’écoulement des gaz au sein de la turbomachine 1, 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.
L’air issu de la soufflante 2 est divisé en un flux primaire A s’écoulant dans une veine primaire 8, et un flux secondaire B s’écoulant dans une veine secondaire 9.
Le compresseur basse pression 3, le compresseur haute pression 4, la chambre de combustion 5, la turbine haute pression 6 et la turbine basse pression 7 sont ménagées dans la veine primaire 8.
La turbine haute pression 6 et le compresseur haute pression 4 sont couplés en rotation par l’intermédiaire d’un premier arbre 10 de manière à former un corps haute pression.
La turbine basse pression 7, le compresseur basse pression 3 et la soufflante 2 sont couplés en rotation par l’intermédiaire d’un second arbre (non représenté) de manière à former un corps basse pression.
La représente une partie de la turbine basse pression 7 de la turbomachine 1. La turbine basse pression 7 comporte plusieurs étages 11 successifs, chaque étage 11 comportant une roue à aubes mobiles ou appartenant à un rotor 12 et un distributeur 13 ou roue aubagée de stator 13 comprenant des pales fixes 14 appartenant à un stator. Comme indiqué précédemment, le rotor 12 de la turbine basse pression 7 est couplé en rotation au compresseur basse pression 3. Le stator est fixé à un carter 17 ( ) de la turbomachine 1.
Une roue aubagée de stator 13 comporte classiquement plusieurs secteurs angulaires adjacents 19 ( ) répartis autour de la circonférence, chaque secteur 19 comportant au moins une pale 14, ici deux pales 14, s’étendant dans la direction radiale ainsi qu’une plate-forme radialement externe 16 et une plate-forme radialement interne 15 s’étendant respectivement depuis l’extrémité radialement externe et depuis l’extrémité interne de la pale 14. Lesdites plates-formes 15, 16 forment des anneaux externe et interne délimitant la veine de circulation des gaz au sein du distributeur 13.
Chaque plate-forme comporte au moins une fente 20, des organes d’étanchéité 21 étant montés entre les plates-formes 15, 16, de façon à éviter ou limiter le débit de gaz chaud pouvant s’échapper hors de la veine. Ceci permet d’améliorer le rendement de la turbomachine 1 et de limiter les risques de dégradation prématurée des éléments situés hors de la veine.
Chaque organe d’étanchéité 21 se présente sous la forme d’une lamelle et comporte une première partie montée avec jeu dans une fente 20 d’une plate-forme 15, 16 d’un premier secteur 19 et une seconde partie montée avec jeu dans une fente 20 d’une plate-forme 15, 16 d’un second secteur 19.
Le jeu entre les organes d’étanchéité 21 et les fentes 20 des plates-formes 15, 16 doit être suffisamment important pour permettre leur montage et pour permettre d’absorber les déplacements du distributeur 13 en fonctionnement.
Une telle structure est applicable à un distributeur d’une turbine basse pression ou à un distributeur d’une turbine haute pression de turbomachine.
Il a été constaté l’apparition d’usures importantes au niveau des fentes, du fait du déplacement des organes d’étanchéité dans lesdites fentes, provoquant un enlèvement de matière par effet de cisaillement dû à l’excitation aérodynamique du moteur. De telles usures nécessitent, soit un remplacement des pièces, soit des étapes de réparation coûteuses par ajout de matière et usinage.
L’invention vise à remédier à ces inconvénients, de façon simple, fiable et peu onéreuse.
Présentation de l’invention
A cet effet, l’invention concerne une roue aubagée de stator de turbine pour une turbomachine, ladite roue s’étendant selon un axe et comportant plusieurs secteurs angulaires adjacents répartis avec jeu autour de la circonférence, chaque secteur comportant au moins une pale s’étendant dans la direction radiale, une plate-forme radialement interne et une plate-forme radialement externe s’étendant respectivement depuis l’extrémité radialement interne et depuis l’extrémité radialement externe de la pale, chaque plate-forme comporte au moins une fente, des organes d’étanchéité étant montés entre les plates-formes, chaque organe d’étanchéité comportant une première partie montée dans une fente d’une plate-forme d’un première secteur et une seconde partie montée dans une fente d’une plate-forme d’un second secteur, adjacente au premier secteur, caractérisé en ce que chaque organe d’étanchéité est contraint élastiquement dans la direction circonférentielle entre les plates-formes correspondantes.
En d’autres termes, chaque organe d’étanchéité est coincé tangentiellement et élastiquement entre les plates-formes, à l’intérieur des fentes. De cette manière, les organes d’étanchéité sont maintenus en position par appui élastique, le caractère élastique permettant d’autoriser un déplacement d’un secteur par rapport à l’autre en fonctionnement, notamment de la valeur du jeu circonférentiel entre les secteurs. On évite ainsi l’apparition d’usures au niveau des fentes.
La turbine peut être une turbine basse pression ou une turbine haute pression.
Chaque organe d’étanchéité peut se présenter sous la forme d’une lamelle.
L’épaisseur de chaque organe d’étanchéité peut être comprise entre 0,1 et 0,3 mm, par exemple de l’ordre de 0,2 mm.
Chaque organe d’étanchéité peut être réalisé en un superalliage à base Cobalt, par exemple un alliage de type KCN22W.
Chaque fente peut comporter une première extrémité circonférentielle débouchant au niveau de l’extrémité correspondante de la plate-forme et une seconde extrémité circonférentielle formant une surface de fond, chaque organe d’étanchéité comportant une première extrémité circonférentielle maintenue élastiquement en appui sur la seconde extrémité de la fente de la plate-forme du premier secteur et une seconde extrémité circonférentielle maintenue en appui sur la seconde extrémité de la fente de la plate-forme du second secteur.
L’appui précité de l’organe d’étanchéité sur chaque surface de fond des fentes est réalisé de façon directe, c’est-à-dire sans pièce intermédiaire, ou de façon indirecte, c’est-à-dire par l’intermédiaire d’au moins une pièce.
Au moins un organe d’étanchéité peut comporter au moins un bras élastique, déformable dans la direction circonférentielle, apte à venir en appui sur la surface de fond de la fente de la plate-forme correspondante.
Chaque organe d’étanchéité peut comporter au moins un bras élastique du type précité.
Au moins un organe d’étanchéité peut comporter au moins un premier bras élastique, déformable dans la direction circonférentielle, apte à venir en appui sur la surface de fond de la fente de la plate-forme du premier secteur, et au moins un second bras élastique, déformable dans la direction circonférentielle, apte à venir en appui sur la surface de fond de la fente de la plate-forme du second secteur.
Chaque bras peut comporter une première extrémité venant de matière avec l’organe d’étanchéité et une seconde extrémité venant en appui sur la surface de fond correspondante.
La première extrémité peut être décalée axialement par rapport à la seconde extrémité.
En d’autres termes, chaque bras élastique s’étend dans la direction axiale.
Les bras peuvent être orientés dans des sens axialement opposés.
En d’autres termes, un premier bras, destiné à être engagé dans une première fente, peut être orienté dans une première direction axiale, par exemple vers l’amont, un second bras pouvant être orienté dans une seconde direction axiale, vers l’aval.
Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine.
Les extrémités circonférentielles de deux plates-formes adjacentes peuvent s’étendre suivant des directions formant un angle avec la direction axiale de la roue.
L’invention concerne également une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte une rouge aubagée du type précité.
La turbomachine peut être un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
L’invention concerne également un aéronef, comportant une turbomachine du type précité.
Brève description des figures
est une vue schématique et en coupe axiale d’une turbomachine de l’art antérieur,
est une vue en coupe, d’une partie de la turbine basse pression de la turbomachine de l’art antérieur,
est une vue en perspective de deux secteurs adjacents d’une roue aubagée de l’art antérieur,
est une vue de dessus et en coupe illustrant le montage d’un organe d’étanchéité dans des fentes de deux plates-formes adjacentes,
est une vue de détail de la .

Claims (10)

  1. Roue aubagée (13) de stator de turbine (6, 7) pour une turbomachine (1), ladite roue (13) s’étendant selon un axe (X) et comportant plusieurs secteurs angulaires (19) adjacents répartis avec jeu (j) autour de la circonférence, chaque secteur (19) comportant au moins une pale (14) s’étendant dans la direction radiale, une plate-forme radialement interne (15) et une plate-forme radialement externe (16) s’étendant respectivement depuis l’extrémité radialement interne et depuis l’extrémité radialement externe de la pale (14), chaque plate-forme (15, 16) comporte au moins une fente (20), des organes d’étanchéité (21) étant montés entre les plates-formes (15, 16), chaque organe d’étanchéité (21) comportant une première partie (21a) montée dans une fente (20) d’une plate-forme (15, 16) d’un première secteur (19) et une seconde partie (21b) montée dans une fente (20) d’une plate-forme (15, 16) d’un second secteur (19), adjacente au premier secteur (19), caractérisé en ce que chaque organe d’étanchéité (21) est contraint élastiquement dans la direction circonférentielle entre les plates-formes (15, 16) correspondantes.
  2. Roue aubagée (13) selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque fente (20) comporte une première extrémité circonférentielle (20a) débouchant au niveau d’une extrémité correspondante de la plate-forme (15, 16) et une seconde extrémité circonférentielle (20b) formant une surface de fond (20b), chaque organe d’étanchéité (21) comportant une première extrémité circonférentielle maintenue élastiquement en appui sur la seconde extrémité (20b) de la fente (20) de la plate-forme (15, 16) du premier secteur (19) et une seconde extrémité circonférentielle maintenue en appui sur la seconde extrémité (20b) de la fente (20) de la plate-forme (15, 16) du second secteur (19).
  3. Roue aubagée (13) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu’au moins un organe d’étanchéité (21) comporte au moins un bras élastique (23, 24), déformable dans la direction circonférentielle, apte à venir en appui sur la surface de fond de la fente (20) de la plate-forme (15, 16) correspondante.
  4. Roue aubagée (13) selon la revendication 3, caractérisée en ce qu’au moins un organe d’étanchéité (21) comporte au moins un premier bras élastique (23), déformable dans la direction circonférentielle, apte à venir en appui sur la surface de fond de la fente (20) de la plate-forme (15, 16) du premier secteur (19), et au moins un second bras élastique (24), déformable dans la direction circonférentielle, apte à venir en appui sur la surface de fond de la fente (20) de la plate-forme (15, 16) du second secteur (19).
  5. Roue aubagée (13) selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que chaque bras (23, 24) comporte une première extrémité (25) venant de matière avec l’organe d’étanchéité (21) et une seconde extrémité (26) venant en appui sur la surface de fond correspondante.
  6. Roue aubagée (13) selon la revendication 5, caractérisée en ce que la première extrémité (25) est décalée axialement par rapport à la seconde extrémité (26).
  7. Roue aubagée (13) selon les revendication 4 et 6, caractérisée en ce que les bras sont orientés dans des sens axialement opposés.
  8. Roue aubagée (13) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que les extrémités circonférentielles (25, 26) de deux plates-formes (15, 16) adjacentes s’étendent suivant des directions formant un angle avec la direction axiale (X) de la roue (13).
  9. Turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte une rouge aubagée (13) selon l’une des revendications 1 à 8.
  10. Aéronef, comportant une turbomachine (1) selon la revendication 9.
FR2108900A 2021-08-25 2021-08-25 Roue aubagée de stator de turbine Active FR3126442B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2108900A FR3126442B1 (fr) 2021-08-25 2021-08-25 Roue aubagée de stator de turbine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2108900 2021-08-25
FR2108900A FR3126442B1 (fr) 2021-08-25 2021-08-25 Roue aubagée de stator de turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR3126442A1 true FR3126442A1 (fr) 2023-03-03
FR3126442B1 FR3126442B1 (fr) 2024-03-01

Family

ID=78770705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR2108900A Active FR3126442B1 (fr) 2021-08-25 2021-08-25 Roue aubagée de stator de turbine

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR3126442B1 (fr)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970318A (en) * 1975-09-26 1976-07-20 General Electric Company Sealing means for a segmented ring
US20050082768A1 (en) * 2003-09-02 2005-04-21 Eagle Engineering Aerospace Co., Ltd. Seal device
EP1798380A2 (fr) * 2005-12-16 2007-06-20 General Electric Company Tuyère de turbine avec joint à languette
US20090085305A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 General Electric Company High temperature seal
WO2015031763A1 (fr) * 2013-08-29 2015-03-05 United Technologies Corporation Joint pour turbine à gaz
EP3498983A2 (fr) * 2017-12-18 2019-06-19 United Technologies Corporation Joint à brosse comprenant une plaque de support à ressort
FR3096394A1 (fr) * 2019-05-23 2020-11-27 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3970318A (en) * 1975-09-26 1976-07-20 General Electric Company Sealing means for a segmented ring
US20050082768A1 (en) * 2003-09-02 2005-04-21 Eagle Engineering Aerospace Co., Ltd. Seal device
EP1798380A2 (fr) * 2005-12-16 2007-06-20 General Electric Company Tuyère de turbine avec joint à languette
US20090085305A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 General Electric Company High temperature seal
WO2015031763A1 (fr) * 2013-08-29 2015-03-05 United Technologies Corporation Joint pour turbine à gaz
EP3498983A2 (fr) * 2017-12-18 2019-06-19 United Technologies Corporation Joint à brosse comprenant une plaque de support à ressort
FR3096394A1 (fr) * 2019-05-23 2020-11-27 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine

Also Published As

Publication number Publication date
FR3126442B1 (fr) 2024-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1188903A1 (fr) Veine d'écoulement usinée pour turbomachine
EP3421730B1 (fr) Turbine pour turbomachine avec anneau d'étanchéité comportant deux parties
WO2015092281A1 (fr) Virole de compresseur comprenant une lechette d'etancheite equipee d'une structure d'entrainement et de deviation d'air de fuite
FR2984428A1 (fr) Redresseur de compresseur pour turbomachine.
EP3911842A1 (fr) Ensemble pour une turbomachine
EP4010565B1 (fr) Anneau pour une turbine de turbomachine ou de turbomoteur
EP3420198B1 (fr) Redresseur pour compresseur de turbomachine d'aeronef, comprenant des orifices de prelevement d'air de forme etiree selon la direction circonferentielle
FR3061741A1 (fr) Turbine pour turbomachine
FR3126442A1 (fr) Roue aubagée de stator de turbine
FR3066533B1 (fr) Ensemble d'etancheite pour une turbomachine
FR2953252A1 (fr) Secteur de distributeur pour une turbomachine
FR3115830A1 (fr) Ensemble pour une turbomachine
FR3109795A1 (fr) Carter intermediaire de redressement avec bras structural monobloc
FR3026428B1 (fr) Aube de rotor de turbomachine a lechettes radiales
FR3092135A1 (fr) Turbomachine, telle qu’un turboreacteur d’avion
FR3085712A1 (fr) Aube de roue mobile pour turbomachine d'aeronef, presentant un talon decouple de la pale de l'aube
EP4305280A1 (fr) Ensemble statorique de turbine
EP4259906A1 (fr) Ensemble statorique de turbine avec degré de liberté radial entre un distributeur et un anneau d'étanchéité
FR3126014A1 (fr) Distributeur pour turbomachine
FR3113921A1 (fr) Roue aubagée de turbomachine
FR3100572A1 (fr) Secteur d’anneau de turbine
FR3121167A1 (fr) Turbine de turbomachine
FR3120903A1 (fr) Roue à aubes pour une turbine
WO2023247903A1 (fr) Ensemble aubagé pour turbomachine, turbine pour turbomachine et turbomachine
FR3120905A1 (fr) Roue à aubes pour une turbine

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 2

PLSC Publication of the preliminary search report

Effective date: 20230303

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 3

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 4