FR3141207A1 - Anneau d’étanchéité pour turbine démontable par l’amont - Google Patents

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Patrick Jean Laurent Sultana
Thierry Fachat
Matthieu Simon
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Safran Aircraft Engines SAS
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Abstract

Turbine pour turbomachine comprenant un carter (1) annulaire, des supports d’anneau amont (3) et aval (4) et un anneau d’étanchéité (2) configuré pour s’étendre autour et venir radialement en regard d’un aubage (6) d’un rotor de la turbine, les supports sont montés contre une surface radialement interne du carter (1), l’anneau d’étanchéité (2) étant configuré pour être disposé radialement entre l’aubage (6) et le carter (1), et étant monté contre le support amont et le support aval, l’anneau d’étanchéité (2) présentant un rayon maximal vis-à-vis de l’axe principal (X) de la turbine, et le carter (1) étant dimensionné de sorte que le rayon maximal de l’anneau d’étanchéité (2) soit strictement inférieur au rayon de l’extrémité amont du carter (1) de sorte à permettre un montage par insertion axiale, de l’anneau d’étanchéité (2) et du support d’anneau amont (3), contre le support d’anneau aval (4). Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Anneau d’étanchéité pour turbine démontable par l’amont
Le présent exposé concerne un anneau d’étanchéité pour turbine de turbomachine, en particulier un anneau d’étanchéité pour turbine démontable par l’amont.
On connait les contraintes de maintenance de turbines de turbomachines, nécessitant un accès à des pièces internes aux turbines.
Par exemple, les aubes de turbine basse pression sont généralement difficiles d’accès pour les opérations de maintenance.
Afin de faciliter la maintenance, et ainsi réduire les coûts d’exploitation, des turbomachines ont été prévues avec un anneau d’étanchéité démontable par l’amont.
Toutefois, la possibilité de démontage par l’amont de l’anneau d’étanchéité se fait généralement au détriment de la capacité d’étanchéité de l’anneau d’étanchéité, et ainsi d’une consommation en carburant augmentée.
Le présent exposé vise à proposer une turbine visant à résoudre les problèmes ci-dessus.
A cet effet, le présent exposé concerne une turbine pour turbomachine , la turbine ayant un axe principal et comprenant un carter, typiquement annulaire, un support d’anneau amont, un support d’anneau aval, un anneau d’étanchéité, l’anneau d’étanchéité étant configuré pour s’étendre autour et venir radialement en regard d’un aubage d’un rotor de la turbine, dans laquelle :
le support d’anneau amont et le support d’anneau aval sont montés contre une surface radialement interne du carter, le support d’anneau amont et le support d’anneau aval présentant une extrémité amont et une extrémité aval,
l’anneau d’étanchéité étant configuré pour être disposé radialement entre l’aubage et le carter, et étant monté contre le support d’anneau amont et le support d’anneau aval,
l’anneau d’étanchéité présentant un rayon maximal vis-à-vis de l’axe principal, et
le carter étant dimensionné de sorte que le rayon maximal de l’anneau d’étanchéité soit strictement inférieur au rayon de l’extrémité amont du carter de sorte à permettre un montage par insertion axiale, de l’anneau d’étanchéité et du support d’anneau amont, contre le support d’anneau aval.
Dans le présent exposé, les termes « axial », « radial », « circonférentiel », « intérieur », « extérieur » et leurs dérivés sont définis par rapport à l’axe principal de la turbomachine ; enfin, les termes « amont », « aval », « avant » et « arrière » sont définis par rapport à l’axe principal, selon la direction générale de circulation du fluide au sein de la turbomachine. Par « s’étend axialement, radialement ou circonférentiellement » on comprend « s’étend selon une direction ayant une composante non nulle selon une direction axiale, radiale ou circonférentielle », respectivement. Une direction circonférentielle est perpendiculaire à la direction axiale et à une direction radiale. L’axe principal de la turbomachine correspond à l’axe de rotation de la turbomachine.
Dans certains modes de réalisation, le support d’anneau amont est circonférentiel, de préférence sur 360°. De préférence, le support d’anneau amont est continûment monté en appuis contre une surface radialement interne du carter, le long d’une circonférence.
Dans certains modes de réalisation, le support d’anneau aval est circonférentiel, de préférence sur 360°. De préférence, le support d’anneau aval est sectorisé.
Par support d’anneau amont et par support d’anneau aval, on entend respectivement un support en amont, et un support en aval.
Un tel dimensionnement de l’anneau d’étanchéité et du carter permet, après démontage du support d’anneau amont, de démonter l’anneau d’étanchéité par translation selon l’axe principal vers l’amont sans que le carter ne fasse obstacle.
En particulier, le montage par l’avant peut être réalisé sans basculement, permettant un montage plus précis, plus rapide et avec un risque d’endommagement de pièces réduit.
Naturellement, sauf mention contraire, toute caractéristique décrite relative à une opération de démontage est également applicable à une opération de montage réalisée dans l’ordre inverse, et vice versa.
Le démontage par l’amont de l’anneau d’étanchéité permet ainsi de réduire le temps et le coût de maintenance par rapport à une turbine dont l’anneau d’étanchéité est seulement démontable par l’aval.
L’appui de l’anneau d’étanchéité sur les supports permet d’assurer le centrage de l’anneau d’étanchéité, réduisant ainsi l’usure relative des pièces tout en étant compatible avec le démontage par l’amont de l’anneau d’étanchéité.
Selon un exemple, l’appui de l’anneau d’étanchéité sur le support d’anneau amont est un appui radial. Selon un exemple, l’appui de l’anneau d’étanchéité sur le support d’anneau aval est un appui radial.
Par appui radial on entend un appui sur une surface dont la normale a une composante radiale non nulle.
Selon un exemple, l’appui radial a une composante positive ou nulle selon l’axe principal vers l’amont, facilitant davantage le démontage par l’amont.
Selon un exemple, en complément ou en remplacement, l’anneau d’étanchéité a un appui axial sur le support d’anneau amont. Selon un exemple, l’anneau d’étanchéité a un appui axial sur le support d’anneau aval.
Par appui axial on entend un appui sur une surface dont la normale a une composante axiale non nulle.
L’appui axial permet d’assurer le maintien axial sur le support d’anneau amont.
Dans certains modes de réalisation, la turbine comprend au moins un joint d’étanchéité disposé entre le support d’anneau aval et la portion radialement en saillie.
Le joint entre le support d’anneau aval et la portion radialement en saillie permet d’assurer l’étanchéité malgré une dilatation thermique différentielle au sein de la turbine entraînant des déplacements relatifs, notamment entre l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau aval, qui peuvent être compensés par déformation du joint. La dilatation thermique différentielle résulte d’écarts de températures entre l’anneau et le support d’anneau aval ainsi que de matériaux à coefficients de dilatation thermique différents.
Selon un exemple, le joint d’étanchéité est un joint d’étanchéité axial, c’est-à-dire s’étendant axialement entre deux surfaces de contact.
L’utilisation d’un joint d’étanchéité axial est compatible avec le centrage par l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau aval, et les déplacements relatifs axiaux entre l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau aval étant ainsi limités, ce qui diminue les efforts de cisaillement appliqués au joint d’étanchéité et améliore sa durée de vie. A fortiori, l’utilisation d’un joint d’étanchéité axial au niveau d’un appui radial entre le support d’anneau aval et l’anneau d’étanchéité permet une étanchéité accrue et les efforts de cisaillement appliqués au joint d’étanchéité sont d’autant réduits que la direction d’appui entre le support d’anneau aval et l’anneau d’étanchéité et la direction selon laquelle le joint s’étend forme un angle proche de 90°.
Dans certains modes de réalisation, le joint est en contact direct avec le support d’anneau aval et la portion radialement en saillie.
Selon un exemple, le joint est sectorisé. Dans le cas où au moins une pièce parmi l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau aval est sectorisée, le joint est sectorisé similairement à ladite pièce, c’est-à-dire comportant des secteurs à des positions circonférentielles communes aux secteurs de ladite pièce.
Chaque secteur d’un joint d’étanchéité sectorisé peut se déplacer et se déformer de façon plus indépendante que pour un joint non sectorisé, permettant d’assurer de meilleures performances d’étanchéité.
Selon un exemple, le joint est un joint oméga. Par joint oméga on entend un joint dont une section transverse a une forme analogue au symbole oméga (Ω). Une section transverse d’un joint oméga peut avoir un contour ouvert ou un contour fermé. Par joint oméga on peut également désigner un joint en forme d’accordéon, c’est-à-dire formé d’une succession de plis dans des directions successivement alternées, ce qui correspond à la jonction d’une pluralité de joints oméga à contours ouverts.
Un joint oméga, et a fortiori un joint en forme d’accordéon, permet de préserver l’étanchéité sur une plage étendue de déformation tout en assurant un niveau d’étanchéité satisfaisant
Dans certains modes de réalisation, le carter est un carter de turbine basse pression.
La possibilité de démontage par l’amont est particulièrement désirable pour un carter de turbine basse pression, afin d’en faciliter les opérations de maintenance.
Dans certains modes de réalisation, l’aubage comprend un matériau composite à matrice céramique (CMC). Un matériau CMC comprend généralement un renfort de fibres au sein d’une matrice au moins en partie céramique.
L’utilisation de matériau composite à matrice céramique permet à l’aubage de subir des plus hautes températures qu’un aubage en matériau métallique, permettant ainsi de réduire le débit d’air prélevé au sein du compresseur haute pression nécessaire au refroidissement de l’aubage, ce qui permet d’améliorer la consommation spécifique de la turbomachine, et permet un fonctionnement de la turbomachine à plus haute température, entraînant un meilleur rendement de la turbomachine. En outre, les matériaux composites à matrice céramique présentent une masse volumique plus faible que des matériaux métalliques, ce qui permet un gain en masse réduisant la consommation de la turbomachine.
Comparativement à des aubages en matériau métallique, les aubages en matériaux CMC peuvent présenter une sensibilité à des dégradations de type FOD (pour Foreign Object Damage en langue anglaise, ou « Dommages causés par des corps étrangers ») ou de type DOD (pour Domestic Object Damage en langue anglaise, ou « Dommages causés par des corps internes », en l’occurrence interne à la turbomachine). Une maintenance facilitée par le montage amont est donc particulièrement souhaitable dans le cas de l’utilisation d’un aubage en CMC.
Dans certains modes de réalisation, l’anneau d’étanchéité est sectorisé.
Dans certains modes de réalisation, au moins un support parmi le support d’anneau amont et le support d’anneau aval est sectorisé.
Par sectorisé on entend formé de secteurs reliés entre eux. En l’espèce, par sectorisé on entend sectorisé selon une direction circonférentielle autour de l’axe principal, c’est-à-dire formé de secteurs s’étendant selon une circonférence et reliés entre eux.
L’anneau d’étanchéité sectorisé est moins susceptible à la dilatation thermique qu’un anneau d’étanchéité non sectorisé, minimisant ainsi les déplacements relatifs entre l’anneau d’étanchéité et d’autres pièces internes à la turbine au cours de la vie de la turbine, facilitant ainsi le contrôle du jeu d’extrémité de l’aubage vis-à-vis de l’anneau d’étanchéité et assurant des bonnes performances thermiques et un maintien de l’étanchéité de la turbomachine.
Associé à un (ou des) support(s) également sectorisés, le (ou les) support(s) est (sont) également moins susceptible(s) à la dilatation thermique, améliorant davantage le contrôle du jeu d’extrémité de l’aubage. La réduction des déplacements associés à une dilatation thermique réduite permet également de réduire une amplitude de déformations appliquées à des pièces intermédiaires, par exemple un joint, en ainsi en réduire son endommagement en fatigue.
Dans certains modes de réalisation, la turbine comprend au moins un organe de verrouillage configuré pour maintenir ensemble une extrémité aval de l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau aval. Selon un exemple, l’organe de verrouillage est en forme de C et configuré pour maintenir ensemble en contact, à l’intérieur du C, une extrémité aval de l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau aval.
Dans certains modes de réalisation, la turbine comprend au moins un organe de verrouillage configuré pour maintenir ensemble une extrémité amont de l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau amont. Selon un exemple, l’organe de verrouillage est en forme de C et configuré pour maintenir ensemble en contact, à l’intérieur du C, une extrémité amont de l’anneau d’étanchéité et le support d’anneau amont.
L’organe de verrouillage permet d’assurer le centrage aval et/ou amont de l’anneau d’étanchéité, ainsi maintenu en position au sein de la turbine.
Dans certains modes de réalisation, l’organe de verrouillage est un clip.
Un tel organe de verrouillage est compatible avec un verrouillage stable et un retrait facilité préalable à une opération de maintenance sur l’aubage.
Dans certains modes de réalisation, l’anneau d’étanchéité comprend une portion radialement en saillie, le rayon maximal de l’anneau d’étanchéité étant égal au rayon maximal de la portion radialement en saillie à l’axe principal, c’est-à-dire à la distance à l’axe principal de la position de la portion radialement en saillie la plus éloignée de l’axe principal.
En d’autres termes, l’anneau d’étanchéité comprend une portion radialement en saillie, le rayon maximal de l’anneau d’étanchéité étant mesuré sur la portion radialement en saillie.
Dans certains modes de réalisation, au moins une tôle d’étanchéité est prévue entre le joint et le support d’anneau aval et/ou entre le joint et la portion radialement en saillie.
La tôle permet d’assurer un bon contact avec le joint, assurant ainsi les performances d’étanchéité.
Selon un exemple, la tôle est une tôle circonférentielle. Une tôle circonférentielle offre au joint une plus grande surface d’appui, permettant d’améliorer son efficacité et de réduire son usure.
Selon un exemple, la tôle est une tôle circonférentielle non sectorisée. Par exemple, tôle est invariante par rotation autour de l’axe principal.
Dans le cas d’un anneau d’étanchéité sectorisé et d’une tôle non sectorisée, les performances thermomécaniques de l’anneau d’étanchéité sectorisé sont préservées sans pour autant dégrader l’étanchéité, assurée par le joint.
Selon un exemple, la tôle est montée détachable sur la portion radialement en saillie, par exemple la tôle est enclipsée sur la portion radialement en saillie.
Selon un exemple, la tôle est en contact direct avec le joint et l’un parmi le support d’anneau aval et la portion radialement en saillie.
Par extension, la mesure de la section maximale de l’anneau d’étanchéité (donc également de la portion radialement en saillie) inclut la tôle montée sur l’anneau d’étanchéité.
Dans certains modes de réalisation, la turbine comprend une tôle montée entre le joint et le support d’anneau aval.
La tôle entre le joint et le support d’anneau avant permet d’assurer le centrage aval par le support d’anneau aval.
Dans certains modes de réalisation, au moins une parmi une extrémité aval de l’anneau d’étanchéité et une extrémité aval du support d’anneau aval est reçue dans un logement d’une plateforme extérieure d’un distributeur aval. Par distributeur aval, on entend par exemple un distributeur en aval de l’anneau d’étanchéité.
Dans certains modes de réalisation, le logement est une gorge dans laquelle la au moins une extrémité est insérée axialement.
Le présent exposé concerne également une turbomachine comprenant la turbine selon le présent exposé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'objet du présent exposé ressortiront de la description suivante de modes de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux figures annexées.
La est une vue en demi-coupe d’une turbomachine.
La est une représentation schématique dans une vue en coupe transversale comprenant l’axe principal d’une turbine basse pression selon un premier mode de réalisation.
La est une représentation schématique dans une vue en coupe transversale comprenant l’axe principal d’une turbine basse pression selon un deuxième mode de réalisation.
La est une représentation schématique dans une vue en coupe transversale comprenant l’axe principal d’une turbine basse pression selon un troisième mode de réalisation.
La est une représentation schématique dans une vue en coupe transversale comprenant l’axe principal d’une turbine basse pression selon un quatrième mode de réalisation.
La représente une turbomachine 101 en demi-coupe longitudinale selon un plan passant par son axe principal A1-A1. La turbomachine 101 est une turbomachine à double corps et double flux, mais d’autres turbomachines peuvent accueillir une turbine selon un mode de réalisation.
La turbomachine 101 comprend, d’amont en aval selon la circulation du flux d’air, une soufflante 102, un compresseur basse pression 103 (également appelé « booster » en anglais), un compresseur haute pression 104, une chambre de combustion 105, une turbine haute pression 106, et une turbine basse pression 107. Ces différents éléments sont installés à l’intérieur d’une nacelle 120, de manière à obtenir un ensemble propulsif comprenant la nacelle 120 et la turbomachine 101.
En aval de la soufflante 102, le flux d’air est divisé en une première partie de flux d’air (aussi appelée flux primaire) F1 passant par le compresseur basse pression 103, et une deuxième partie de flux d’air (aussi appelée flux secondaire) F2 s’écoulant en dérivation autour du compresseur basse pression 103.
La soufflante 102 et le compresseur basse pression 103 sont entraînés par la turbine basse pression 107 via un arbre principal basse pression SL, tandis que le compresseur haute pression 104 est entraîné par la turbine haute pression 106 via un arbre principal haute pression SH. L’arbre principal basse pression SL s’étend typiquement à l’intérieur de l’arbre principal haute pression SH.
La structure de la turbine basse pression 107 sera décrite plus en détail relativement à la , les modes de réalisation des figures 3 à 5 seront décrits en tant que variantes de la .
Sur les figures 2 à 5, la direction amont est symbolisée par le repère AM, et la direction aval est symbolisée par le repère AV.
Comme représenté sur la , la turbine basse pression 107 comprend un carter 1, un support d’anneau amont 3 (ou support amont 3), un support d’anneau aval 4 (ou support aval 4), un anneau d’étanchéité 2 et un aubage 6.
Le carter 1 est un carter annulaire présentant une surface interne.
Le support amont 3 et le support aval 4 sont montés en appui contre la surface interne du carter 1 annulaire, délimitant ainsi un segment de carter.
Le support amont 3 et le support aval 4 sont en contact selon une surface de normale radiale, permettant ainsi de faciliter le montage et le démontage des pièces les unes par rapport aux autres.
Le support amont 3 peut présenter une saillie radiale faisant butée sur une face amont du carter 1, afin de faciliter le bon positionnement relatif des différentes parties du carter 1 lors du montage.
Un aubage 6 d’un rotor de la turbine 107 est prévu à l’intérieur du carter 1, pour prélever de la puissance mécanique aux gaz de combustion provenant de la chambre de combustion par la turbine haute pression.
L’aubage 6 est prévu dans un matériau CMC.
L’anneau d’étanchéité 2 est prévu radialement entre l’aubage 6 et le carter 1.
Un élément abradable 11 peut être prévu entre l’anneau d’étanchéité 2 et l’aubage 6, permettant d’assurer un meilleur contrôle des tolérances relativement à l’aubage 6 et ainsi limiter le débit de fuites contournant l’aubage 6.
L’anneau d’étanchéité 2 est monté entre le support amont 3 et le support aval 4, en appui contre le support amont 3 et le support aval 4.
L’anneau d’étanchéité 2 présente une extrémité radialement la plus à l’extérieur, à une distance R1 de l’axe principal.
Par exemple, l’anneau d’étanchéité 2 comprend une portion radialement en saillie 2A dont une extrémité est à une position radialement la plus à l’extérieur de l’anneau d’étanchéité 2, à une distance R1 de l’axe principal.
Autrement dit, l’anneau d’étanchéité 2 est inclus dans un cylindre de révolution virtuel centré sur l’axe principal, s’étendant axialement selon des positions communes avec l’anneau d’étanchéité 2 et de rayon égal à la distance R1, le cylindre de révolution étant tangent à l’anneau d’étanchéité 2 (et à la portion radialement en saillie 2A, le cas échéant) à la position radialement la plus à l’extérieur.
Le carter 1 peut ainsi être virtuellement scindé en une moitié amont de carter 1 et une moitié aval de carter 1, où la moitié amont de carter 1 correspond à une moitié du carter 1 positionnée en amont de l’extrémité de l’anneau d’étanchéité 2 radialement la plus à l’extérieur, et la moitié aval de carter 1 correspond à une moitié du carter 1 positionnée en aval de l’extrémité de l’anneau d’étanchéité 2 radialement la plus à l’extérieur.
Une position radialement la plus à l’intérieur de la moitié amont du carter 1 est située à une distance R2 de l’axe principal.
Autrement dit, un cylindre de révolution virtuel centré sur l’axe principal et de rayon égal à la distance R2, s’étendant axialement selon des positions communes avec la moitié amont du carter 1 et de rayon égal à la distance R2, est inclus dans la moitié amont du carter 1, le cylindre de révolution étant tangent à la moitié amont du carter 1 à la position radialement la plus à l’intérieur de la moitié amont du carter 1.
Les distances R1 et R2 sont prévues telles que R1<R2 (« R1 strictement inférieur à R2 »).
Ainsi, la turbine est dimensionnée de manière à ce que la section maximale de l’anneau d’étanchéité 2 soit strictement incluse dans toute section du carter 1 selon l’axe principal en amont de l’axe principal.
Autrement dit, il est possible de construire un demi-cylindre infini virtuel contenant l’anneau d’étanchéité 2 et s’étendant à l’infini vers l’amont sans intersecter ni tangenter la moitié amont du carter 1.
En d’autres termes, la turbine est dimensionnée de sorte que le rayon maximal R1 de l’anneau d’étanchéité 2 soit strictement inférieur au rayon R2 de l’extrémité amont du carter 1, l’extrémité amont correspondant à la moitié amont du carter 1.
De telle façon, il est possible de déplacer l’anneau d’étanchéité 2 par translation vers l’amont sans que l’anneau d’étanchéité 2 n’entre en contact avec la partie amont du carter 1.
Cela permet également d’assurer le montage par insertion axiale de l’anneau d’étanchéité 2 et du support d’anneau amont 3 contre le support d’anneau aval 4.
L’anneau d’étanchéité 2 peut alors être démonté par l’amont et sorti de l’intérieur du carter 1 par translation axiale vers l’amont, les différents moyens d’accrochage avec les autres pièces de la turbine, lesquels seront décrits ci-après, étant préalablement décrochés et/ou désassemblés.
Le support amont 3 s’étend radialement, et une surface intérieure du support amont 3 est en contact avec une surface extérieure de l’anneau d’étanchéité 2.
La surface de contact entre la surface intérieure du support amont 3 et la surface extérieure de l’anneau d’étanchéité 2 peut être prévue entre deux extrémités respectives du support amont 3 et de l’anneau d’étanchéité 2. La surface de contact peut être une surface de contact radiale.
Par surface radiale, on entend une surface dont la normale a une composante radiale non nulle.
Ces deux extrémités peuvent être maintenues l’une contre l’autre par un organe de verrouillage 8.
L’organe de verrouillage 8 peut par exemple être un clip en forme de C, c’est-à-dire un clip configuré pour entourer les deux extrémités respectives de l’anneau d’étanchéité 2 et du support amont 3 afin de les maintenir en contact l’une contre l’autre.
Le contact entre la surface intérieure du support amont 3 et la surface extérieure de l’anneau d’étanchéité 2 peut se faire par l’intermédiaire d’un joint d’étanchéité 9.
Le support aval 4 s’étend radialement, et une surface intérieure du carter 1 est en contact avec une surface extérieure du support aval 4.
La surface de contact entre la surface intérieure du carter 1 et la surface extérieure du support aval 4 peut être prévue entre deux extrémités respectives du carter 1 et du support aval 4. La surface de contact peut être une surface de contact radiale.
Ces deux extrémités peuvent être maintenues l’une contre l’autre par un organe de verrouillage 8, par exemple un clip en forme de C.
Le contact entre la surface intérieure du carter 1 et la surface extérieure du support aval 4 peut se faire par l’intermédiaire d’un joint d’étanchéité 9.
Le contact entre un organe de verrouillage 8 et une surface parmi les deux extrémités maintenues l’une contre l’autre par l’organe de verrouillage 8 peut se faire par l’intermédiaire d’une languette d’étanchéité 12.
Une extrémité aval de l’anneau d’étanchéité 2 est en contact avec une extrémité du support aval 4. L’extrémité aval de l’anneau d’étanchéité 2 a une surface radiale d’appui sur l’extrémité du support aval 4.
La surface radiale entre l’anneau d’étanchéité 2 et le support aval 4 peut être purement radiale, c’est-à-dire de normale radiale, ou présenter une inclinaison de sorte que la surface s’éloigne de l’axe principal dans la direction amont. De cette façon, le contact contre la surface radiale ne fait pas obstacle au démontage par l’amont de l’anneau d’étanchéité 2.
Comme représenté sur la , la turbine comporte un distributeur 7 pouvant présenter une première extrémité insérée dans une ouverture prévue dans le carter 1, et une deuxième extrémité en forme de C prévue de façon à enserrer l’extrémité aval de l’anneau d’étanchéité 2 et l’extrémité du support aval 4 en contact l’une contre l’autre.
La deuxième extrémité du distributeur 7 peut ne comporter qu’une branche en contact avec une surface interne de l’extrémité aval de l’anneau d’étanchéité 2 seul, comme représenté dans le modes de réalisation des figures 4 et 5, ou en contact avec une surface interne de l’extrémité du support aval 4 seul.
La deuxième extrémité du distributeur 7 peut ne comporter qu’une seule branche en contact avec une surface radialement intérieure, par exemple une surface radialement intérieure de l’extrémité du support aval 4 comme représenté dans le mode de réalisation de la , ou une surface radialement intérieure de l’extrémité de l’anneau d’étanchéité 2.
L’extrémité du support aval 4 peut enserrer l’anneau d’étanchéité 2, comme représenté dans la . Selon un exemple, l’extrémité du support aval 4 enserre l’anneau d’étanchéité 2 de façon à ne pas faire obstacle au démontage par l’amont
Un joint d’étanchéité 5 est prévu entre le support aval 4 et la portion radialement en saillie 2A.
Selon un exemple, le joint d’étanchéité 5 est prévu entre une surface axiale du support aval 4 et une surface axiale de la portion radialement en saillie 2A.
Par surface axiale, on entend une surface dont la normale a une composante axiale non nulle.
Selon un exemple, en complément ou en remplacement, le joint d’étanchéité 5 est prévu entre une surface radiale du support aval 4 et une surface radiale de la portion radialement en saillie 2A. Un tel contact supplémentaire permet un meilleur maintien en position
Le joint d’étanchéité 5 peut par exemple être un joint oméga, en particulier un joint en forme d’accordéon.
Le joint d’étanchéité 5 peut être en contact direct avec les surfaces axiales respectives de la portion radialement en saillie 2A et du support aval 4.
Le joint d’étanchéité 5 peut également être en contact avec ces surfaces par l’intermédiaire de tôles.
Le joint d’étanchéité 5 peut être en contact avec au moins une des surfaces radiales parmi la surface radiale du support aval 4 et la surface radiale de la portion radialement en saillie 2A, en contact direct ou par l’intermédiaire de tôles.
Une tôle 10 peut être prévue contre la portion radialement en saillie 2A. La tôle 10 de la portion radialement en saillie 2A peut par exemple entourer la portion radialement en saillie 2A comme un clip en C, afin d’être maintenue en position contre la portion radialement en saillie 2A.
En complément ou en remplacement, une tôle 10 peut être prévue contre le support aval 4. La tôle 10 du support aval 4 peut par exemple entourer une partie du support aval 4 comme un clip en C, afin d’être maintenue en position contre le support aval 4.
Les tôles 10 peuvent être circonférentielles, par exemple circonférentielles non sectorisées, et ainsi améliorer l’étanchéité entre le support aval 4 et l’anneau d’étanchéité 2 en améliorant l’étanchéité entre le joint d’étanchéité 5 et la portion radialement en saillie 2A et/ou en améliorant l’étanchéité entre le joint d’étanchéité 5 et le support aval 4.
Dans le cas où une tôle 10 entoure la portion radialement en saillie 2A, en remplacement de la définition précédente de la distance R1 relativement à l’anneau d’étanchéité 2 seul, la distance R1 peut être définie relativement à l’assemblage de l’anneau d’étanchéité 2 et de la tôle montée sur l’anneau d’étanchéité 2.
Autrement dit, la distance R1 peut être définie à la position radialement la plus à l’extérieur de l’ensemble formé de l’anneau d’étanchéité 2 et de la tôle 10 montée sur l’anneau d’étanchéité.
De cette façon, le démontage par l’amont de l’assemblage de l’anneau d’étanchéité 2 et de la tôle 10 est possible.
On comprend que la turbine 107 peut être dépourvue de l’une ou des deux tôles 10 entre le support aval 4 et l’anneau d’étanchéité 2 et entre le joint d’étanchéité 5 et la portion radialement en saillie 2A.
Par exemple, dans le mode de réalisation de la , la turbine 107 est dépourvue de tôle entre le joint d’étanchéité 5 et la portion radialement en saillie 2A.
Dans le mode de réalisation des figures 4 et 5, les turbines 107 sont dépourvues de tôles entre le support aval 4 et l’anneau d’étanchéité 2 et entre le joint d’étanchéité 5 et la portion radialement en saillie 2A.
La turbine 107 peut également être dépourvue de joint d’étanchéité entre l’anneau d’étanchéité 2 et le support aval 3.
Afin d’assurer l’étanchéité entre l’anneau d’étanchéité 2 et le support aval 4 en l’absence de joint d’étanchéité 5, la portion radialement en saillie 2A peut par exemple présenter une première surface de contact radiale avec une partie radialement intérieure du support aval 4, et une deuxième surface de contact radial avec une partie radialement extérieure du support aval 4.
De cette façon, la portion radialement en saillie 2A peut enserrer le support aval 4, de façon à exercer un effort sur le support aval 4 permettant d’assurer l’étanchéité entre le support aval 4 et l’anneau d’étanchéité 2.
Le support aval 4 et/ ou l’anneau d’étanchéité 2 peuvent être sectorisés. Le cas échéant, le nombre de secteurs formant le support aval 4 est strictement inférieur au nombre de secteurs formant l’anneau d’étanchéité 2.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.

Claims (10)

  1. Turbine pour turbomachine, la turbine ayant un axe principal (X) et comprenant un carter (1) annulaire, un support d’anneau amont (3), un support d’anneau aval (4) et un anneau d’étanchéité (2), l’anneau d’étanchéité (2) étant configuré pour s’étendre autour et venir radialement en regard d’un aubage (6) d’un rotor de la turbine, dans laquelle
    le support d’anneau amont (3) et le support d’anneau aval (4) sont montés contre une surface radialement interne du carter (1), le support d’anneau amont (3) et le support d’anneau aval (4) présentant une extrémité amont et une extrémité aval,
    l’anneau d’étanchéité (2) étant configuré pour être disposé radialement entre l’aubage (6) et le carter (1), et étant monté contre le support d’anneau amont (3) et le support d’anneau aval (4),
    l’anneau d’étanchéité (2) présentant un rayon maximal vis-à-vis de l’axe principal (X), et
    le carter (1) étant dimensionné de sorte que le rayon maximal de l’anneau d’étanchéité (2) soit strictement inférieur au rayon de l’extrémité amont du carter (1) de sorte à permettre un montage par insertion axiale, de l’anneau d’étanchéité (2) et du support d’anneau amont (3), contre le support d’anneau aval (4).
  2. Turbine pour turbomachine selon la revendication 1, dans laquelle l’anneau d’étanchéité (2) comprend une portion radialement en saillie (2A), le rayon maximal de l’anneau d’étanchéité (2) étant égal au rayon maximal de la portion radialement en saillie (2A).
  3. Turbine pour turbomachine selon la revendication 2, comprenant au moins un joint d’étanchéité (5) disposé entre le support d’anneau aval (4) et la portion radialement en saillie (2A).
  4. Turbine pour turbomachine selon la revendication 3, dans laquelle le au moins un joint d’étanchéité (5) s’étend axialement.
  5. Turbine pour turbomachine selon la revendication 3 ou 4, comprenant au moins une tôle d’étanchéité (10) disposée entre le joint d’étanchéité (5) et le support d’anneau aval (4) et/ou entre le joint d’étanchéité (5) et la portion radialement en saillie (2A).
  6. Turbine pour turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans laquelle le carter (1) est un carter (1) de turbine basse pression.
  7. Turbine pour turbomachine selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant au moins un organe de verrouillage (8) en forme de C configuré pour maintenir ensemble en contact, à l’intérieur du C, une extrémité amont de l’anneau d’étanchéité (2) et le support d’anneau amont (3) et/ou au moins un organe de verrouillage (8) en forme de C configuré pour maintenir ensemble en contact, à l’intérieur du C, une extrémité aval de l’anneau d’étanchéité (2) et le support d’anneau aval (4).
  8. Turbine selon l’une quelconque des revendication 1 à 7, dans laquelle au moins une parmi une extrémité aval de l’anneau d’étanchéité (2) et une extrémité aval du support d’anneau aval (4) est reçue dans un logement d’une plateforme extérieure d’un distributeur aval.
  9. Turbine selon la revendication 8, dans laquelle le logement est une gorge dans laquelle la au moins une extrémité est insérée axialement.
  10. Turbomachine comprenant la turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170114670A1 (en) * 2014-06-12 2017-04-27 General Electric Company Multi-piece shroud hanger assembly
US20210148252A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-20 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Turbine shroud cartridge assembly with sealing features

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