WO2023099857A1 - Ensemble pour turbomachine comprenant un distributeur porté par une support annulaire - Google Patents

Ensemble pour turbomachine comprenant un distributeur porté par une support annulaire Download PDF

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WO2023099857A1
WO2023099857A1 PCT/FR2022/052239 FR2022052239W WO2023099857A1 WO 2023099857 A1 WO2023099857 A1 WO 2023099857A1 FR 2022052239 W FR2022052239 W FR 2022052239W WO 2023099857 A1 WO2023099857 A1 WO 2023099857A1
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annular
annular chamber
wall
downstream
radial
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PCT/FR2022/052239
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Anthony Pierre BEGUIN
Olivier Jean-Daniel BAUMAS
Nicolas Daniel DELAPORTE
Original Assignee
Safran Aircraft Engines
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    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/06—Fluid supply conduits to nozzles or the like
    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • 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
    • F01D25/243—Flange connections; Bolting arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
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    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05D2260/205—Cooling fluid recirculation, i.e. after cooling one or more components is the cooling fluid recovered and used elsewhere for other purposes

Definitions

  • This description relates to a set for a turbomachine, in particular in an aircraft turbojet or in an aircraft turboprop. It also relates to a turbine for a turbomachine comprising such an assembly and to a turbomachine comprising such a turbine.
  • a turbomachine with a longitudinal axis X as represented in FIG. 1 comprises, from upstream to downstream in the direction of the circulation of the gases at the inside the turbomachine, a fan, a compressor, a combustion chamber 11, a turbine 10 and an exhaust nozzle.
  • the turbine 10 generally comprises a high-pressure turbine 12 and a low-pressure turbine 14.
  • the turbine 10 comprises several stages each comprising a distributor 40 fixed to a casing of the turbine and an annular row of moving blades 50 arranged downstream, inside a ring 51.
  • the distributor 40 generally comprises a internal platform and an external annular platform 42 between which extends an annular row of fixed blades 43.
  • the internal annular platform 41 and the external annular platform 42 radially delimit a gas flow stream in the turbine.
  • FIG 2 shows in more detail part of the first stage or upstream stage of the low-pressure turbine 14.
  • the upstream distributor 40 i.e. the distributor 40 of the first stage or upstream stage of the low-pressure turbine 14, is carried by an annular part 30 which is fixed to a radial annular flange 21 of the outer casing 20.
  • the distributor 40 comprises, downstream, a radial annular wall 44 extending radially outwards from the annular platform external 42 and an annular attachment lug 45 extending longitudinally upstream from the external annular platform 42 and clamped radially between two cylindrical walls of the annular part 30.
  • the ring 51 of the upstream stage of the low-pressure turbine 14 is carried, upstream, by the outer casing 20 of the low-pressure turbine 14 via an annular lug 52 bearing radially on a cylindrical rail 22 of the casing, the annular lug 52 and the cylindrical rail 22 being held together by an annular attachment member 23.
  • the blades of the distributor 40 upstream, of the low-pressure turbine 14 are subjected to high temperatures. Cooling air is then taken upstream at the level of the compressor of the turbomachine and brought by ducts into internal cavities formed in the blades of the distributor 40 upstream.
  • the annular leg 52 of the ring 51, the cylindrical rail 22 of the outer casing 20 and the annular attachment member are subjected to high temperatures.
  • the outer annular platform 42 has holes allowing the cooling air to be brought from the internal cavities of the blades to a first annular chamber 61 delimited radially between the outer annular platform 42 and the annular part 30.
  • the annular wall radial 44 of the distributor 40 also comprises holes 65 allowing the cooling air to be brought from the first annular chamber 61 to a second annular chamber 63, downstream, which is delimited radially between the annular attachment member 23 and the ring 51 .
  • an assembly for a turbomachine with a longitudinal axis, the assembly comprising a distributor carried by an annular part which is fixed to an outer casing surrounding an annular row of moving blades arranged downstream of the dispenser, the dispenser comprising an outer annular platform from which extends radially outwards a radial annular wall which carries an annular hooking tab for hooking the dispenser on the annular part, the annular hooking tab extending longitudinally upstream from the radial annular wall, the assembly further comprising a cooling circuit which comprises an internal annular chamber delimited radially by the external annular platform and the annular part and downstream by the radial annular wall, a chamber intermediate annular ring formed radially outside the annular attachment lug and in fluid communication with the outer casing, and means for fluid communication of the internal annular chamber with the intermediate annular chamber which are formed in the annular attachment lug from the distributor.
  • an assembly for a turbomachine with a longitudinal axis comprising a distributor carried by an annular part which is fixed to a casing surrounding an annular row of moving blades arranged downstream of the distributor, the distributor comprising an outer annular platform from which extends radially outwards a radial annular wall, the annular part comprising a first wall extending in a direction comprising at least one radial component and an outer cylindrical wall extending longitudinally downstream from the first wall, the assembly further comprising a cooling circuit which comprises an intermediate annular chamber and an outer annular chamber each delimited longitudinally between the first wall of the annular part and the radial annular wall of the distributor, the outer annular chamber being formed radially outside the intermediate annular chamber, the outer cylindrical wall forming a partition radially between the outer annular chamber and the intermediate annular chamber, the outer annular chamber also being delimited radially on the outside by the
  • Cold air can thus circulate in the cooling circuit from the intermediate annular chamber to the outer annular chamber.
  • the external annular chamber being delimited radially on the outside by the external casing, the latter is then in contact with the cold air conveyed in the external annular chamber.
  • the outer casing is then cooled by the cold air. Wear of the outer casing due to high temperatures is thus limited, or even avoided.
  • the assembly according to the first configuration and/or the second configuration may comprise one or more of the following characteristics, taken independently or in combination.
  • the dispenser may comprise an internal annular platform.
  • the internal annular platform and the external annular platform can radially delimit a gas flow stream in the turbine.
  • the distributor may include an annular row of stationary blades extending radially between the outer annular platform and the inner annular platform.
  • the fluidic communication means of the internal annular chamber with the intermediate annular chamber formed in the annular attachment lug of the dispenser may include a plurality of holes formed through the annular hooking tab.
  • Each of the holes formed through the annular hooking lug can extend in a direction contained in a respective radial plane. This allows cold air to circulate between the inner annular chamber and the intermediate annular chamber along the shortest path.
  • the holes formed through the annular hooking lug can be evenly distributed around the longitudinal axis. This allows a regular distribution of the flow of cold air circulating between the internal annular chamber and the intermediate annular chamber, thus improving the cooling of the external casing.
  • the annular part may comprise an internal cylindrical wall and an intermediate cylindrical wall, the internal cylindrical wall being, in whole or in part, surrounded by the intermediate cylindrical wall, an upstream end portion of the annular attachment lug being clamped radially between the internal cylindrical wall and the intermediate cylindrical wall of the annular part.
  • Each hole communicates radially on the inside with an annular space formed longitudinally between a downstream end of the internal cylindrical wall of the annular part and the radial annular wall of the distributor and radially on the outside with an annular space formed longitudinally between a downstream end of the intermediate cylindrical wall of the annular part and the radial annular wall of the distributor.
  • the means of fluid communication of the internal annular chamber with the intermediate annular chamber are devoid of holes through the internal cylindrical wall and the intermediate cylindrical wall of the annular part.
  • the external cylindrical wall of the annular part can bear in the longitudinal direction on an upstream face of the radial annular wall of the distributor, the means of fluid communication of the intermediate annular chamber with the external annular chamber comprising a plurality of upstream grooves of a first type formed on the upstream face of the radial annular wall, each upstream groove of the first type extending radially from an internal annular portion of the upstream face of the radial annular wall which delimits the intermediate annular chamber up to to an outer annular portion of the upstream face of the radial annular wall which delimits the outer annular chamber.
  • Each upstream groove of the first type may emerge radially outwards at a radially outer end of the radial annular wall.
  • a radially inner end of each upstream groove of the first type is located on the upstream face of the radial annular wall radially at the level of the intermediate annular chamber and a radially outer end of each upstream groove of the first type is located on the face upstream of the radial annular wall radially at the level of the outer annular chamber.
  • Each upstream groove of the first type can have a rounded bottom.
  • each upstream groove of the first type may have a lunula-shaped section.
  • each upstream groove of the first type may have a flat bottom.
  • Each upstream groove of the first type extends straight in a radial direction. This allows cold air to circulate between the intermediate annular chamber and the outer annular chamber along the shortest path.
  • the annular row of moving blades may be surrounded by a ring carried by the outer casing, the ring being fixed, upstream, to the outer casing by means of an annular lug bearing radially against a cylindrical rail of the outer casing, the annular lug and the cylindrical rail being held together by an annular attachment member, the cooling circuit comprising a downstream annular chamber delimited radially between the ring and the annular attachment member and longitudinally between the wall radial annular of the distributor and the annular tab of the ring, and means of fluid communication of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber.
  • the annular attachment member may have a C-shaped or U-shaped section.
  • the ring may carry an abradable material on its radially internal face.
  • the fluidic communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber may comprise indirect fluidic communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber via the outer annular chamber, the means of communication indirect fluids of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber comprising the means of fluid communication of the intermediate annular chamber with the outer annular chamber.
  • the cold air is routed to the downstream annular chamber to cool the annular lug of the ring, of the cylindrical rail of the outer casing and of the annular attachment member by circulating in the outer annular chamber, which allows to obtain the passage of cold air cooling of the outer casing because it delimits radially to the outside the outer annular chamber.
  • the indirect fluidic communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber can comprise fluidic communication means of the outer annular chamber with the downstream annular chamber.
  • the fluid communication means of the outer annular chamber with the downstream annular chamber may comprise a first radial clearance formed between a radially outer end of the radial annular wall of the distributor and the outer casing.
  • the first radial play allows the cold air contained in the outer annular chamber to circulate from upstream to downstream with respect to the radial annular wall of the distributor.
  • the annular attachment member can bear in the longitudinal direction on an intermediate annular portion of a downstream face of the radial annular wall of the distributor, the means of fluid communication of the outer annular chamber with the annular chamber downstream comprising a plurality of downstream grooves of a first type formed on the downstream face of the radial annular wall, each downstream groove of the first type extending radially from an internal annular portion of the downstream face of the radial annular wall which delimits the downstream annular chamber as far as an outer annular portion of the downstream face of the radial annular wall which is located radially outside of the intermediate annular portion of the downstream face of the radial annular wall.
  • Each downstream groove of the first type allows the circulation of cold air radially inwards towards the downstream annular chamber despite the annular support in the longitudinal direction between the annular attachment member and the downstream face of the wall.
  • Each downstream groove of the first type can have a rounded bottom.
  • each downstream groove of the first type can have a lunula-shaped section.
  • each downstream groove of the first type may have a flat bottom.
  • Each downstream groove of the first type can extend straight in a radial direction. This allows cold air to circulate between the outer annular chamber and the downstream annular chamber along the shortest path.
  • the radial direction of extension of each downstream groove of the first type can coincide angularly around the longitudinal axis with the radial direction of extension of one of the upstream grooves of the first type.
  • the upstream grooves of the first type and the downstream grooves of the first type can be formed two by two in opposite manner, respectively on the upstream and downstream faces of the radial annular wall of the distributor.
  • the fluid communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber may comprise direct fluid communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber. Cold air is directly led from the intermediate annular chamber to the downstream annular chamber, thus improving the cooling of the annular leg of the ring, of the cylindrical rail of the external casing and of the annular attachment member.
  • the radial annular wall of the distributor may comprise a plurality of notches distributed circumferentially around the longitudinal axis and emerging radially outwards at a radially outer end of the radial annular wall, in which are engaged parts projecting from the outer cylindrical wall of the annular part, the direct fluid communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber comprising a second radial play formed between a bottom face of each notch and the corresponding projecting part of the ring piece.
  • the direct fluid communication means of the intermediate annular chamber with the downstream annular chamber may comprise a plurality of downstream grooves of a second type formed on the downstream face of the radial annular wall, each downstream groove of the second type extending radially from the inner annular portion of the downstream face of the radial annular wall and emerging radially outwards at one of the notches.
  • Each downstream groove of the second type also allows the circulation of cold air radially inwards towards the downstream annular chamber despite the annular support in the annular longitudinal direction between the annular attachment member and the downstream face of the annular wall radial.
  • Each downstream groove of the second type may have a rounded bottom.
  • each downstream groove of the second type may have a lunula-shaped section.
  • each downstream groove of the second type can be flat-bottomed.
  • Each downstream groove of the second type can extend straight in a radial direction.
  • Each upstream groove of the first type and each downstream groove of the first type can be located, respectively on the upstream face and the downstream face of the radial annular wall of the distributor, circumferentially between two circumferentially consecutive notches.
  • the assembly may comprise an annular seal housed in the intermediate annular chamber, the annular seal being longitudinally supported on the first wall of the annular part and the radial annular wall of the distributor, each upstream groove of the first type extending radially inwards as far as a first part of the internal annular portion of the upstream face of the radial annular wall, the first part of the internal annular portion delimiting a zone of the intermediate annular chamber located radially inside the seal annular.
  • Each upstream groove of the first type thus allows the circulation of air between the zone of the intermediate annular chamber located radially inside the annular seal and a zone of the intermediate annular chamber located radially outside the seal. annular.
  • a radially internal end of each upstream groove of the first type is located on the upstream face of the radial annular wall radially at the level of a zone of the intermediate annular chamber which is located radially inside the annular seal.
  • the cooling circuit may comprise a plurality of upstream grooves of a second type formed on the upstream face of the radial annular wall, each upstream groove of the second type extending radially from the first part of the internal annular portion of the upstream face of the radial annular wall as far as a second part of the internal annular portion of the upstream face of the radial annular wall, the second part of the internal annular portion delimiting a zone of the intermediate annular chamber located radially to the exterior of the ring seal.
  • Each upstream groove of the second type also allows the circulation of air between the zone of the intermediate annular chamber located radially inside the annular seal and a zone of the intermediate annular chamber located radially outside the seal. annular.
  • Each groove of the second type allows circulation of cold air in the intermediate annular chamber radially outwards despite the partitioning of the intermediate annular chamber by the gasket.
  • each upstream groove of the second type is located on the upstream face of the radial annular wall radially at the level of the zone of the intermediate annular chamber which is located radially inside the annular seal and a radially outer end of each upstream groove of the second type is located on the upstream face of the radial annular wall radially at the level of a zone of the intermediate annular chamber which is located radially outside the annular seal.
  • Each upstream groove of the second type can extend straight in a radial direction.
  • Each upstream groove of the second type can have a rounded bottom.
  • each upstream groove of the second type may have a lunula-shaped section.
  • each upstream groove of the second type can have a flat bottom.
  • the outer casing may comprise a radial annular flange on which the annular part is fixed, the outer annular chamber being delimited radially on the outside, in whole or in part, by a radially inner end of the radial annular flange of the outer casing .
  • the cold air thus allows cooling of the radial annular flange of the outer casing, in particular cooling of the radially inner end of the radial annular flange of the outer casing.
  • the radial annular flange of the outer casing is therefore less subject to high temperatures. Wear of the radial flange of the external casing is limited, even avoided.
  • Figure 1 is a partial schematic sectional view of a turbomachine of the prior art
  • Figure 2 is a partial schematic sectional view of an upstream stage of the low-pressure turbine of the turbomachine of Figure 1;
  • Figure 3 is a partial schematic sectional view of an upstream stage of a turbomachine low-pressure turbine according to the present description in a first sectional plane;
  • Figure 4 is a partial schematic sectional view of the upstream stage of the turbomachine low-pressure turbine of Figure 3 in a second section plane;
  • Figure 5 is a first partial schematic perspective view of a distributor of the upstream stage of the low-pressure turbine of the turbomachine of Figure 3;
  • Figure 6 is a second partial schematic perspective view of the distributor of Figure 5. Description of embodiments
  • FIGS. 3 and 4 represent, in part, an upstream stage of a low-pressure turbine 14 of a turbomachine of longitudinal axis X.
  • the upstream stage comprises a distributor 40 and an annular row blades 50 arranged downstream of the distributor 40.
  • the distributor 40 also visible in Figures 5 and 6, comprises an internal annular platform 41 and an external annular platform 42 between which extends radially an annular row of fixed blades 43.
  • the internal annular platform 41 and the annular platform outer 42 radially delimit a gas flow stream in the turbine.
  • the distributor 40 is carried radially on the outside by an annular piece 30 of support.
  • the distributor 40 comprises a radial annular wall 44 which extends radially outwards from the outer annular platform 42, in particular from a downstream portion of the outer annular platform 42.
  • the distributor 40 further comprises an annular tab hooking 45 on the annular part 30.
  • the annular hooking lug 45 extends longitudinally upstream from the radial annular wall 44.
  • the annular hooking lug 45 can be an annular hooking lug 45 called " downstream ".
  • the distributor 40 may comprise an annular upstream attachment lug (not shown) extending radially from an upstream portion of the outer annular platform 42 and cooperating with the annular part 30.
  • the annular part 30 comprises a first wall 31 which surrounds, here in part, the distributor 40.
  • the first wall extends here in a direction comprising a radial component and a longitudinal component.
  • the first wall is frustoconical with a section increasing downstream.
  • the annular piece 30 comprises a radial annular flange 32 extending radially outwards from a downstream end of the first wall 31 and by which the annular piece 30 is fixed to an outer casing 20 which surrounds the annular row of moving blades. 50.
  • the annular part 30 further comprises an outer cylindrical wall 33 and an intermediate cylindrical wall 34 each extending longitudinally downstream from the first wall 31.
  • the outer cylindrical wall 33 and the intermediate cylindrical wall 34 are here of revolution around the longitudinal axis X.
  • the outer cylindrical wall 33 of the annular part 30 surrounds, here in part, the intermediate cylindrical wall 34.
  • the part also comprises an inner cylindrical wall 35.
  • the inner cylindrical wall 35 is here revolution around the longitudinal axis X.
  • the internal cylindrical wall 35 is, here in part, surrounded by the intermediate cylindrical wall 34 of the annular part 30.
  • the annular part 30 comprises a radial annular wall extending radially inward from the first wall 31, from which the inner cylindrical wall 35 extends longitudinally downstream.
  • An upstream end portion of the annular attachment lug 45 of the distributor 40 is clamped radially between the intermediate cylindrical wall 34 and the internal cylindrical wall 35 of the annular part 30. A displacement of the distributor 40 relative to the annular part 30 is thus limited in the radial direction.
  • the radial annular wall 44 of the distributor 40 comprises a plurality of notches 46 distributed circumferentially around the longitudinal axis X. Each notch 46 opens radially outwards at the level of a radially outer end of the radial annular wall 44.
  • the outer cylindrical wall 33 further comprises projecting portions 36, longitudinally downstream, which are each engaged in a respective notch 46 of the radial annular wall 44 of the distributor 40. A movement of the distributor 40 relative to the annular part 30 is thus limited in the circumferential direction. Furthermore, between two circumferentially consecutive notches 46, the outer cylindrical wall 33 bears in the longitudinal direction on an upstream face of the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • the outer casing 20 is disposed downstream of the annular part 30.
  • the outer casing 20 is annular in shape.
  • the outer casing 20 surrounds the annular row of moving blades 50.
  • the outer casing 20 comprises a radial annular flange 21 to which the annular part 30 is fixed.
  • the radial annular flange 21 of the outer casing 20 and the radial annular flange 32 of the annular part 30 are fixed to each other.
  • the outer casing 20 and the annular part 30 are fixed here by bolting.
  • the annular row of moving blades 50 is surrounded by a ring 51 carried by the outer casing 20.
  • the ring 51 carries, on its radially inner face, an abradable material 53 intended to cooperate in sealing with wipers. extending radially outward from a radially outer end each of the moving blades.
  • the ring 51 is fixed, upstream, to the outer casing 20 by means of an annular lug 52 bearing radially against a cylindrical rail 22 of the casing, the annular lug 52 and the cylindrical rail 22 being retained together by a member annular hooking member 23.
  • the annular hooking member 23 here has a C-shaped section.
  • the hooking member therefore forms an annular groove in which the annular lug 52 and the cylindrical rail 22 are clamped radially. remarkably, the annular attachment member 23 here bears longitudinally on an intermediate annular portion of the downstream face of the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • a cooling circuit is also provided.
  • the cooling circuit first includes ducts adapted to supply cooling air, called also “cold air”, taken upstream, for example at the level of a compressor of the turbomachine, up to the internal cavities of the blades of the distributor 40. The blades of the distributor 40 are thus cooled.
  • the cooling circuit comprises an internal annular chamber 61 delimited radially by the external annular platform 42 on the inside and the annular part 30 on the outside and downstream by the radial annular wall 44.
  • the annular chamber internal is delimited radially outward in part by the first wall 31 of the annular part 30.
  • the internal annular chamber 61 can be delimited longitudinally upstream by an upstream hooking lug of the distributor 40.
  • the internal annular chamber 61 is supplied with cold air.
  • the cooling circuit may include means of fluid communication of the internal cavities of the blades of the distributor 40 with the internal annular chamber 61 to bring cold air into the internal annular chamber 61.
  • the means of fluid communication of the internal cavities of the blades of the distributor 40 with the internal annular chamber 61 can comprise a plurality of holes through the external annular platform 42, each emerging radially inwardly into an internal cavity of one of the blades and radially outside in the internal annular chamber 61 .
  • the cooling circuit comprises an intermediate annular chamber 62.
  • the intermediate annular chamber 62 is delimited radially between the intermediate cylindrical wall 34 of the annular part 30 on the inside and the outer cylindrical wall 33 of the annular part 30 on the inside. 'outside.
  • the intermediate annular chamber 62 is delimited longitudinally between the first wall 31 of the annular part 30 upstream and the radial annular wall 44 of the distributor 40 downstream.
  • the intermediate annular chamber 62 is therefore formed radially on the outside of the annular attachment lug 45.
  • the intermediate annular chamber 62 is also formed longitudinally upstream of the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • the intermediate annular chamber 62 is also supplied with cold air.
  • the cooling circuit comprises means of fluid communication of the internal annular chamber 61 with the intermediate annular chamber 62 which are formed in the annular attachment lug 45 of the distributor 40. Cold air can thus circulate in the cooling circuit from the internal annular chamber 61 to the intermediate annular chamber 62.
  • the fluidic communication means of the internal annular chamber 61 with the intermediate annular chamber 62 comprise a plurality of holes 65 formed through the annular hooking lug 45.
  • Each of the holes 65 formed through the annular hooking lug extends in a direction contained in a respective radial plane. As visible in Figure 4, each hole 65 extends in a direction comprising a component along the longitudinal direction and a component along the radial direction. Also, an inner end of each hole 65 (ie the end of the hole 65 opening out at an inner face of the corresponding annular attachment lug 45) is located upstream in the longitudinal direction with respect to an outer end of the hole 65 (ie the end of the hole 65 opening out at the level of an external face of the annular hooking lug 45 correspondingly).
  • an external distance d_e in the longitudinal direction between the external end of the hole 65 and an upstream end of the annular attachment lug 45 is greater than an internal distance dj in the longitudinal direction between the internal end of the hole 65 and the upstream end of the annular hooking lug 45.
  • a ratio between the internal distance dj and the external distance d_e can be between 1 and 2, preferably equal to 1.5.
  • an embodiment in which each hole 65 extends radially (ie along a direction comprising only a radial component) is not excluded. In this case, the ratio between the internal distance dj and the external distance d_e can be equal to 1.
  • Such holes 65 allow circulation of cold air between the internal annular chamber 61 and the intermediate annular chamber 62 via the shortest path. As visible in Figure 5, the holes 65 formed through the annular attachment lug 45 are regularly distributed around the longitudinal axis. This allows a regular distribution of the flow of cold air circulating between the internal annular chamber 61 and the intermediate annular chamber 62.
  • each hole 65 opens, radially inside, into a first annular space formed longitudinally between a downstream end of the internal cylindrical wall 35 of the annular part 30 and the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • each hole 65 opens, radially to the outside, into a second annular space formed longitudinally between a downstream end of the intermediate cylindrical wall 34 of the annular part 30 and the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • the first annular space and the second annular space communicate fluidly respectively with the internal annular chamber 61 and the intermediate annular chamber 62.
  • each hole 65 is formed through a portion of the hooking lug 45 which is located longitudinally in the vicinity of the radial annular wall 44.
  • the means of fluid communication of the internal annular chamber 61 with the intermediate annular chamber 62 do not have holes 65 through the intermediate cylindrical wall 34 and the internal cylindrical wall 35 of the annular part 30.
  • the means of fluid communication of the internal annular chamber 61 with the intermediate annular chamber 62 as described do not require a structural modification of the annular part 30.
  • the means of fluid communication of the chamber internal annular 61 with the intermediate annular chamber 62 as described do not modify the arrangement for joining the distributor 40 and the annular part 30.
  • the cooling circuit comprises a downstream annular chamber 63.
  • the downstream annular chamber 63 is delimited radially between the ring 51 on the inside and the annular attachment member 23 on the outside.
  • the downstream annular chamber 63 is delimited longitudinally between the radial annular wall 44 of the distributor 40 upstream and the annular lug 52 of the ring 51 downstream.
  • the downstream annular chamber 63 is also supplied with cold air.
  • the cooling circuit comprises means of fluid communication of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63. The cold air can thus be brought into the downstream annular chamber 63 from the intermediate annular chamber 62, allowing cooling of the annular lug 52 of the ring 51, of the cylindrical rail 22 of the outer casing 20 and of the annular attachment member 23.
  • the fluid communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63 comprise direct fluid communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63 and indirect fluid communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63.
  • the direct fluidic communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63 allow the cold air to be directly brought into the downstream annular chamber 63 from the intermediate annular chamber 62, thus improving the cooling of the annular leg 52 of the ring 51, of the cylindrical rail 22 of the outer casing 20 and of the annular attachment member 23.
  • the cooling circuit also includes an outer annular chamber 64.
  • the outer annular chamber 64 is delimited radially between the outer cylindrical wall 33 of the annular part 30 on the inside and the outer casing 20 on the outside.
  • the outer annular chamber 64 is delimited longitudinally between the first wall 31 of the annular part 30 upstream and the radial annular wall 44 of the distributor 40 downstream.
  • the outer annular chamber 64 is delimited radially on the outside, here in part, by a radially inner end of the radial annular flange 21 of the outer casing 20.
  • the indirect fluidic communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63 comprise means of fluidic communication of the intermediate annular chamber 62 with the outer annular chamber 64 and means of fluid communication between the outer annular chamber 64 and the downstream annular chamber 63.
  • the outer annular chamber 64 is therefore also supplied with cold air.
  • the cold air is brought to the downstream annular chamber 63 to cool the annular leg 52 of the ring 51, of the cylindrical rail 22 of the outer casing 20 and of the annular attachment member 23 by circulating beforehand in the chamber outer annular ring 64 which also makes it possible to obtain cooling of the outer casing 20, in particular of the radial annular flange 21 of the outer casing 20, because the latter delimits the outer annular chamber 64 radially on the outside. Wear of the flange annular radial 21 of the outer casing 20 due to high temperatures is therefore limited, even avoided.
  • the fluid communication means of the intermediate annular chamber 62 with the outer annular chamber 64 comprise a plurality of upstream grooves of a first type 66 formed on the upstream face of the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • Each upstream groove of the first type 66 is located on the upstream face of the radial annular wall 44 of the distributor 40 circumferentially between two notches 46 circumferentially consecutive.
  • Each upstream groove of the first type 66 extends radially from an inner annular portion of the upstream face of the radial annular wall 44 which delimits the intermediate annular chamber 62 to an outer annular portion of the upstream face of the radial annular wall 44 which delimits the outer annular chamber 64.
  • each upstream groove of the first type 66 extends, in the radial direction, from the intermediate annular chamber 62 to the outer annular chamber 64.
  • Each upstream groove of the first type 66 is therefore suitable for circulating cold air between the intermediate annular chamber 62 and the outer annular chamber 64.
  • Each upstream groove of the first type 66 here has a rounded bottom.
  • Each upstream groove of the first type 66 thus has a lunula-shaped section.
  • Each upstream groove of the first type 66 here opens radially outwards at a radially outer end of the radial annular wall 44.
  • Each upstream groove of the first type 66 also has a radially inner end which is radially aligned with a radially outer mouth of one of the holes 65 formed through the annular attachment lug 45. This facilitates the circulation of cold air between one of the holes 65 formed through the annular attachment lug 45 and the upstream groove of the first type 66 associated.
  • each upstream groove of the first type 66 extends straight in a respective radial direction. This allows circulation of the cold air between the intermediate annular chamber 62 and the outer annular chamber 64 via the shortest route.
  • annular seal 70 housed in the intermediate annular chamber 62.
  • the annular seal 70 is longitudinally supported between the first wall 31 of the annular part 30 and the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • the annular seal 70 is here clamped longitudinally between the first wall 31 of the annular part 30 and the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • the annular seal 70 therefore forms a partition in the intermediate annular chamber 62.
  • the annular seal 70 delimits , radially on either side, a zone of the intermediate annular chamber 62 which is located radially inside the annular seal 70 and a zone of the intermediate annular chamber 62 which is located radially outside the annular seal 70 .
  • Each upstream groove of the first type 66 has a radially inner end located at the level of the zone of the intermediate annular chamber 62 which is located radially inside the annular seal 70.
  • each upstream groove of the first type 66 extends, in the radial direction, from the annular attachment lug 45 to the radially outer end of the radial annular wall 44. This thus allows the circulation of cold air from the zone of the intermediate annular chamber 62 radially inside the annular joint 70 towards the zone of the intermediate annular chamber 62 radially outside the annular joint 70 and finally towards the outer annular chamber 64.
  • the cooling circuit also comprises a plurality of upstream grooves of a second type 67 formed on the upstream face of the radial annular wall 44.
  • Each upstream groove of the second type 67 extends, in the radial direction, from the annular attachment lug 45 and emerges radially outwards at one of the notches 46.
  • Each upstream groove of the second type 67 improves the circulation of cold air between the zone of the intermediate annular chamber 62 radially outside inside of the annular seal 70 and the zone of the intermediate annular chamber 62 radially outside of the annular seal 70.
  • Each upstream groove of the second type 67 extends straight here in a radial direction.
  • Each upstream groove of the second type 67 here also has a rounded bottom.
  • Each upstream groove of the second type 67 also has a lunula-shaped section.
  • each upstream groove of the second type 67 has a section in the shape of a semicircle.
  • Each upstream groove of the second type 67 also has a radially inner end which is radially aligned with a radially outer mouth of one of the holes 65 formed through the annular tab hooking 45. This facilitates the circulation of cold air between one of the holes 65 formed through the annular hooking lug 45 and the upstream groove of the second type 67 associated.
  • the fluid communication means of the outer annular chamber 64 with the downstream annular chamber 63 comprise a first radial clearance j1 formed between the radially outer end of the radial annular wall 44 of the distributor 40 and the outer casing 20.
  • the first radial play j1 allows the cold air contained in the outer annular chamber 64 to circulate from upstream to downstream with respect to the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • the fluidic communication means of the outer annular chamber 64 with the downstream annular chamber 63 also comprise a plurality of downstream grooves of a first type 68 formed on the downstream face of the radial annular wall 44.
  • Each downstream groove of the first type 68 being located on the downstream face of the radial annular wall 44 of the distributor 40 circumferentially between two notches 46 circumferentially consecutive.
  • Each downstream groove of the first type 68 extends radially from an internal annular portion of the downstream face of the radial annular wall 44 which delimits the downstream annular chamber 63 to an external annular portion of the downstream face of the radial annular wall 44 which is located radially outside of the intermediate annular portion of the downstream face of the radial annular wall 44 on which the attachment member bears.
  • each downstream groove of the first type 68 extends, in the radial direction, from the downstream annular chamber 63 to the annular space formed at the level of the first radial clearance j1 which is formed between the radially outer end of the radial annular wall 44 of the distributor 40 and the outer casing 20.
  • Each downstream groove of the first type 68 is therefore adapted to allow the circulation of cold air radially inwards towards the downstream annular chamber 63 even though the organ of annular attachment 23 is in annular support in the longitudinal direction on the downstream face of the radial annular wall 44.
  • Each downstream groove of the first type 68 here has a rounded bottom.
  • Each downstream groove of the first type 68 thus has a lunula-shaped section.
  • Each downstream groove of the first type 68 here opens radially outwards at a radially outer end of the radial annular wall 44. Also, each downstream groove of the first type 68 extends straight in a direction respective radial. This allows circulation of cold air between the outer annular chamber 64 and the downstream annular chamber 63 via the shortest path.
  • the radial direction of extension of each downstream groove of the first type 68 coincides angularly around the longitudinal axis X with the radial direction of extension of one of the upstream grooves of the first type 66.
  • the upstream grooves of the first type 66 and the downstream grooves of the first type 68 are formed two by two in opposite manner respectively on the upstream and downstream faces of the annular wall radial 44 of distributor 40.
  • the direct fluid communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63 firstly comprise a second radial clearance j2 formed between, on the one hand, a bottom face of each notch 46 formed in the radial annular wall 44 of the distributor 40 and, on the other hand, the corresponding projecting part 36 of the annular piece 30.
  • the second radial clearance j2 formed between the bottom face of each notch 46 and the corresponding projecting part 36 of the annular piece 30 is adapted to allow circulation of the cold air contained in the intermediate annular chamber 62 from upstream to downstream with respect to the radial annular wall 44 of the distributor 40 to be brought directly into the downstream annular chamber 63 .
  • the direct fluid communication means of the intermediate annular chamber 62 with the downstream annular chamber 63 here also comprise a plurality of downstream grooves of a second type 69 formed on the downstream face of the radial annular wall 44.
  • Each downstream groove of the second type 69 extends radially from the internal annular portion of the downstream face of the radial annular wall which delimits the downstream annular chamber 63 and emerges radially outwards at the level of one of the notches 46.
  • Each downstream groove of the first type 68 is adapted to allow circulation of cold air from an annular space formed at the level of the second radial clearance j2 formed between the bottom face of one of the notches 46 and the corresponding projecting part 36 of the annular part 30 towards the downstream annular chamber 63, even though the annular attachment member 23 is longitudinally in annular support on the downstream face of the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • Each downstream groove of the second type 69 extends straight in a respective radial direction.
  • the radial direction of extension of each downstream groove of the second type 69 also coincides angularly around the longitudinal axis X with the radial direction of extension of one of the upstream grooves of the second type 67.
  • the upstream grooves of the second type 67 and the downstream grooves of the second type 69 are formed in opposite pairs respectively on the upstream and downstream faces of the radial annular wall 44 of the distributor 40.
  • Each downstream groove of the second type 69 is here also rounded bottom.
  • Each downstream groove of the second type 69 also has a lunula-shaped section. Alternatively, he can also be provided that each downstream groove of the second type 69 has a section in the shape of a semicircle.
  • annular chambers according to the adjectives "internal”, “intermediate” and “external” results from a drafting choice aimed at distinguishing the annular chambers from each other.
  • one (or more) of the annular chambers can be designated by a respective numeral adjective (first annular chamber, second annular chamber and third annular chamber, etc.), according to any order chosen.
  • the internal annular chamber 61 can be designated as "first annular chamber”
  • the intermediate annular chamber 62 can be designated as "second annular chamber”
  • the external annular chamber 64 can be designated as "third annular chamber”.

Abstract

Ensemble pour turbomachine d'axe longitudinal (X), l'ensemble comprenant un distributeur (40) porté par une pièce annulaire (30) qui est fixée à un carter externe (20), le distributeur (40) comprenant une plateforme annulaire externe (42) depuis laquelle s'étend radialement vers l'extérieur une paroi annulaire radiale (44) laquelle porte une patte annulaire d'accrochage (45) s'étendant longitudinalement vers l'amont depuis la paroi annulaire radiale (44), l'ensemble comprenant un circuit de refroidissement comprenant une chambre annulaire interne (61) délimitée radialement par la plateforme annulaire externe (42) et la pièce annulaire (30) et en aval par la paroi annulaire radiale (44), une chambre annulaire intermédiaire (62) formée radialement à l'extérieur de la patte annulaire d'accrochage (45) et en communication fluidique avec le carter externe (20), des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne (61) avec la chambre annulaire intermédiaire (62) qui sont formés dans la patte annulaire d'accrochage (45) du distributeur (40).

Description

Description
Titre :
ENSEMBLE POUR TURBOMACHINE COMPRENANT UN DISTRIBUTEUR PORTÉ PAR UNE SUPPORT ANNULAIRE
Domaine technique
[0001] La présente description se rapporte à ensemble pour turbomachine, notamment dans un turboréacteur d’avion ou dans un turbopropulseur d’avion. Elle se rapporte également à une turbine pour turbomachine comprenant un tel ensemble et à une turbomachine comprenant une telle turbine.
Technique antérieure
[0002] Classiquement, telle que décrit dans le document FR 2 899 281 , une turbomachine d’axe longitudinal X comme représentée à la figure 1 comporte, de l’amont vers l’aval dans le sens de la circulation des gaz à l’intérieur de la turbomachine, une soufflante, un compresseur, une chambre de combustion 11 , une turbine 10 et une tuyère d’échappement. La turbine 10 comprend généralement une turbine haute-pression 12 et une turbine basse-pression 14.
[0003] La turbine 10 comprend plusieurs étages comportant chacun un distributeur 40 fixé à un carter de la turbine et une rangée annulaire d’aubes mobiles 50 agencée en aval, à l’intérieur d’un anneau 51. Le distributeur 40 comprend généralement une plateforme interne et une plateforme annulaire externe 42 entre lesquelles s’étend une rangée annulaire de pales fixes 43. La plateforme annulaire interne 41 et la plateforme annulaire externe 42 délimitent radialement une veine d’écoulement des gaz dans la turbine.
[0004] La figure 2 représente plus en détails une partie du premier étage ou étage amont de la turbine basse-pression 14. Le distributeur 40 amont, i.e. le distributeur 40 du premier étage ou étage amont de la turbine basse-pression 14, est portée par une pièce annulaire 30 qui est fixée à une bride annulaire radiale 21 du carter externe 20. En particulier, le distributeur 40 comporte, à l’aval, une paroi annulaire radiale 44 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la plateforme annulaire externe 42 et une patte annulaire d’accrochage 45 s’étendant longitudinalement vers l’amont depuis la plateforme annulaire externe 42 et serrée radialement entre deux parois cylindriques de la pièce annulaire 30. Par ailleurs, l’anneau 51 de l’étage amont de la turbine basse-pression 14 est porté, à l’amont, par le carter externe 20 de la turbine basse-pression 14 par l’intermédiaire d’une patte annulaire 52 en appui radial sur un rail cylindrique 22 du carter, la patte annulaire 52 et le rail cylindrique 22 étant retenus ensembles par un organe d’accrochage annulaire 23.
[0005] Les pales du distributeur 40 amont, de la turbine basse-pression 14 sont soumises à des températures importantes. De l’air de refroidissement est alors prélevé en amont au niveau du compresseur de la turbomachine et amené par des conduits jusque dans des cavités internes formées dans les pales du distributeur 40 amont. De même, la patte annulaire 52 de l’anneau 51 , le rail cylindrique 22 du carter externe 20 et l’organe annulaire d’accrochage sont soumis à des températures importantes. Pour y remédier, la plateforme annulaire externe 42 présente des trous permettant d’amener l’air de refroidissement depuis les cavités internes des pales vers une première chambre annulaire 61 délimitée radialement entre la plateforme annulaire externe 42 et la pièce annulaire 30. La paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 comprend par ailleurs des trous 65 permettant d’amener l’air de refroidissement depuis la première chambre annulaire 61 vers une deuxième chambre annulaire 63, en aval, qui est délimitée radialement entre l’organe d’accrochage annulaire 23 et l’anneau 51 .
[0006] Toutefois, il a été constaté que le carter externe 20 est aussi soumis à des températures importantes conduisant à une usure prématurée et que la solution actuelle ne permet pas un refroidissement du carter externe 20.
Résumé
[0007] Selon une première configuration, il est proposé un ensemble pour turbomachine d’axe longitudinal, l’ensemble comprenant un distributeur porté par une pièce annulaire qui est fixée à un carter externe entourant une rangée annulaire d’aubes mobiles agencées en aval du distributeur, le distributeur comprenant une plateforme annulaire externe depuis laquelle s’étend radialement vers l’extérieur une paroi annulaire radiale laquelle porte une patte annulaire d’accrochage pour l’accrochage du distributeur sur la pièce annulaire, la patte annulaire d’accrochage s’étendant longitudinalement vers l’amont depuis la paroi annulaire radiale, l’ensemble comprenant en outre un circuit de refroidissement qui comprend une chambre annulaire interne délimitée radialement par la plateforme annulaire externe et la pièce annulaire et en aval par la paroi annulaire radiale, une chambre annulaire intermédiaire formée radialement à l’extérieur de la patte annulaire d’accrochage et en communication fluidique avec le carter externe, et des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne avec la chambre annulaire intermédiaire qui sont formés dans la patte annulaire d’accrochage du distributeur.
[0008] De l’air froid peut ainsi circuler dans le circuit de refroidissement depuis la chambre annulaire interne vers la chambre annulaire intermédiaire. La chambre annulaire intermédiaire étant en communication fluidique avec le carter externe, ce dernier est alors refroidi par l’air froid. Une usure du carter externe due aux températures importantes est ainsi limitée, voire évitée. [0009] Selon une seconde configuration, qui peut être indépendante ou prise en combinaison avec la première configuration, il est proposé un ensemble pour turbomachine d’axe longitudinal, l’ensemble comprenant un distributeur porté par une pièce annulaire qui est fixée à un carter externe entourant une rangée annulaire d’aubes mobiles agencées en aval du distributeur, le distributeur comprenant une plateforme annulaire externe depuis laquelle s’étend radialement vers l’extérieur une paroi annulaire radiale, la pièce annulaire comprenant une première paroi s’étendant selon une direction comprenant au moins une composante radiale et une paroi cylindrique externe s’étendant longitudinalement vers l’aval depuis la première paroi, l’ensemble comprenant en outre un circuit de refroidissement qui comprend une chambre annulaire intermédiaire et une chambre annulaire externe chacune délimitées longitudinalement entre la première paroi de la pièce annulaire et la paroi annulaire radiale du distributeur, la chambre annulaire externe étant formée radialement à l’extérieur de la chambre annulaire intermédiaire, la paroi cylindrique externe formant une cloison radialement entre la chambre annulaire externe et la chambre annulaire intermédiaire, la chambre annulaire externe étant en outre délimitée radialement à l’extérieur par le carter externe, le circuit de refroidissement comprenant des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire externe.
[0010] De l’air froid peut ainsi circuler dans le circuit de refroidissement depuis la chambre annulaire intermédiaire vers la chambre annulaire externe. La chambre annulaire externe étant délimitée radialement à l’extérieur par le carter externe, ce dernier est alors en contact avec l’air froid acheminé dans la chambre annulaire externe. En conséquence de quoi, le carter externe est alors refroidi par l’air froid. Une usure du carter externe due aux températures importantes est ainsi limitée, voire évitée.
[0011] L’ ensemble selon la première configuration et/ou la seconde configuration peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises indépendamment ou en combinaison.
[0012] Le distributeur peut comprendre une plateforme annulaire interne. La plateforme annulaire interne et la plateforme annulaire externe peuvent délimiter radialement une veine d’écoulement des gaz dans la turbine. Le distributeur peut comprendre une rangée annulaire de pales fixes s’étendant radialement entre la plateforme annulaire externe et la plateforme annulaire interne.
[0013] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne avec la chambre annulaire intermédiaire formés dans la patte annulaire d’accrochage du distributeur peuvent comprendre une pluralité de trous formée à travers la patte annulaire d’accrochage.
[0014] Chacun des trous formés à travers la patte annulaire d’accrochage peut s’étendre selon une direction contenue dans un plan radial respectif. Cela permet une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire interne et la chambre annulaire intermédiaire selon le trajet le plus court.
[0015] Les trous formés à travers la patte annulaire d’accrochage peuvent être régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal. Cela permet une répartition régulière du flux d’air froid circulant entre la chambre annulaire interne et la chambre annulaire intermédiaire, améliorant ainsi le refroidissement du carter externe.
[0016] La pièce annulaire peut comprendre une paroi cylindrique interne et une paroi cylindrique intermédiaire, la paroi cylindrique interne étant, en tout ou partie, entourée par la paroi cylindrique intermédiaire, une portion d’extrémité amont de la patte annulaire d’accrochage étant serrée radialement entre la paroi cylindrique interne et la paroi cylindrique intermédiaire de la pièce annulaire.
[0017] Chaque trou communique radialement à l’intérieur avec un espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique interne de la pièce annulaire et la paroi annulaire radiale du distributeur et radialement à l’extérieur avec un espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique intermédiaire de la pièce annulaire et la paroi annulaire radiale du distributeur. Ainsi, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne avec la chambre annulaire intermédiaire sont dépourvus de trous à travers la paroi cylindrique interne et la paroi cylindrique intermédiaire de la pièce annulaire.
[0018] La paroi cylindrique externe de la pièce annulaire peut être en appui dans la direction longitudinale sur une face amont de la paroi annulaire radiale du distributeur, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire externe comportant une pluralité de rainures amont d’un premier type formée sur la face amont de la paroi annulaire radiale, chaque rainure amont du premier type s’étendant radialement depuis une portion annulaire interne de la face amont de la paroi annulaire radiale qui délimite la chambre annulaire intermédiaire jusqu’à une portion annulaire externe de la face amont de la paroi annulaire radiale qui délimite la chambre annulaire externe.
[0019] L’ appui dans la direction longitudinale entre la paroi cylindrique externe de la pièce annulaire et la paroi annulaire radiale du distributeur permet de limiter un déplacement du distributeur par rapport à la pièce annulaire dans la direction longitudinale. Chaque rainure amont du premier type permet ainsi une circulation d’air froid entre la chambre annulaire intermédiaire et la chambre annulaire externe.
[0020] Chaque rainure amont du premier type peut être débouchant radialement vers l’extérieur au niveau d’une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale. Autrement dit, une extrémité radialement interne de chaque rainure amont du premier type est située sur la face amont de la paroi annulaire radiale radialement au niveau de la chambre annulaire intermédiaire et une extrémité radialement externe de chaque rainure amont du premier type est située sur la face amont de la paroi annulaire radiale radialement au niveau de la chambre annulaire externe.
[0021] Chaque rainure amont du premier type peut être à fond arrondi. En particulier, chaque rainure amont du premier type peut avoir une section en forme de lunule. Alternativement, chaque rainure amont du premier type peut être à fond plat. Chaque rainure amont du premier type s’étend de manière rectiligne selon une direction radiale. Cela permet une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire intermédiaire et la chambre annulaire externe selon le trajet le plus court.
[0022] La rangée annulaire d’aubes mobiles peut être entourée par un anneau porté par le carter externe, l’anneau étant fixé, à l’amont, au carter externe au moyen d’une patte annulaire en appui radial contre un rail cylindrique du carter externe, la patte annulaire et le rail cylindrique étant retenus ensembles par un organe d’accrochage annulaire, le circuit de refroidissement comprenant une chambre annulaire aval délimitée radialement entre l’anneau et l’organe d’accrochage annulaire et longitudinalement entre la paroi annulaire radiale du distributeur et la patte annulaire de l’anneau, et des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval.
[0023] De l’air froid peut ainsi circuler dans le circuit de refroidissement depuis la chambre annulaire intermédiaire vers la chambre annulaire aval, permettant un refroidissement de la patte annulaire de l’anneau, du rail cylindrique du carter externe et de l’organe d’accrochage annulaire. L’organe d’accrochage annulaire peut présenter une section en forme de C ou de U. L’anneau peut porter sur sa face radialement interne un matériau abradable.
[0024] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval peuvent comprendre des moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval par l’intermédiaire de la chambre annulaire externe, les moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval comprenant les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire externe.
[0025] L’ air froid est acheminé jusqu’à la chambre annulaire aval pour refroidir la patte annulaire de l’anneau, du rail cylindrique du carter externe et de l’organe d’accrochage annulaire en circulant dans la chambre annulaire externe ce qui permet d’obtenir au passage de l’air froid un refroidissement du carter externe car celui-ci délimite radialement à l’extérieur la chambre annulaire externe. Les moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval peuvent comprendre des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire externe avec la chambre annulaire aval.
[0026] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire externe avec la chambre annulaire aval peuvent comporter un premier jeu radial formé entre une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale du distributeur et le carter externe. Le premier jeu radial permet à l’air froid contenu dans la chambre annulaire externe de circuler de l’amont vers l’aval par rapport à la paroi annulaire radiale du distributeur.
[0027] L’ organe d’accrochage annulaire peut être en appui dans la direction longitudinale sur une portion annulaire intermédiaire d’une face aval de la paroi annulaire radiale du distributeur, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire externe avec la chambre annulaire aval comportant une pluralité de rainures aval d’un premier type formée sur la face aval de la paroi annulaire radiale, chaque rainure aval du premier type s’étendant radialement depuis une portion annulaire interne de la face aval de la paroi annulaire radiale qui délimite la chambre annulaire aval jusqu’à une portion annulaire externe de la face aval de la paroi annulaire radiale qui est située radialement à l’extérieur de la portion annulaire intermédiaire de la face aval de la paroi annulaire radiale.
[0028] Chaque rainure aval du premier type permet la circulation d’air froid radialement vers l’intérieur vers la chambre annulaire aval malgré l’appui annulaire dans la direction longitudinale entre l’organe d’accrochage annulaire et la face aval de la paroi annulaire radiale. Chaque rainure aval du premier type peut être à fond arrondi. En particulier, chaque rainure aval du premier type peut avoir une section en forme de lunule. Alternativement, chaque rainure aval du premier type peut être à fond plat.
[0029] Chaque rainure aval du premier type peut s’étendre de manière rectiligne une direction radiale. Cela permet une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire externe et la chambre annulaire aval selon le trajet le plus court. La direction radiale d’extension de chaque rainure aval du premier type peut coïncider angulairement autour de l’axe longitudinal avec la direction radiale d’extension de l’une des rainures amont du premier type. En d’autres termes, les rainures amont du premier type et les rainures aval du premier type peuvent être formées deux-à-deux de manière opposée, respectivement sur les faces amont et aval de paroi annulaire radiale du distributeur.
[0030] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval peuvent comprendre des moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval. De l’air froid est directement conduit de la chambre annulaire intermédiaire à la chambre annulaire aval, améliorant ainsi le refroidissement de la patte annulaire de l’anneau, du rail cylindrique du carter externe et de l’organe d’accrochage annulaire.
[0031] La paroi annulaire radiale du distributeur peut comprendre une pluralité d’encoches réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal et débouchant radialement vers l’extérieur au niveau d’une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale, dans lesquelles sont engagées des parties en saillie depuis la paroi cylindrique externe de la pièce annulaire, les moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval comprenant un second jeu radial formé entre une face de fond de chaque encoche et la partie en saillie correspondante de la pièce annulaire.
[0032] La coopération entre les encoches de la paroi annulaire radiale du distributeur et les parties en saillie depuis la paroi cylindrique externe de la pièce annulaire permettent de limiter un déplacement du distributeur par rapport à la pièce annulaire dans la direction circonférentielle autour de l’axe longitudinal. Chaque second jeu radial permet à l’air froid contenu dans la chambre annulaire intermédiaire de circuler de l’amont vers l’aval par rapport à la paroi annulaire radiale du distributeur pour se diriger directement vers la chambre annulaire aval.
[0033] Les moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire avec la chambre annulaire aval peuvent comporter une pluralité de rainures aval d’un second type formée sur la face aval de la paroi annulaire radiale, chaque rainure aval du second type s’étendant radialement depuis la portion annulaire interne de la face aval de la paroi annulaire radiale et débouchant radialement vers l’extérieur au niveau de l’une des encoches. Chaque rainure aval du second type permet également la circulation d’air froid radialement vers l’intérieur vers la chambre annulaire aval malgré l’appui annulaire dans la direction longitudinale annulaire entre l’organe d’accrochage annulaire et la face aval de la paroi annulaire radiale.
[0034] Chaque rainure aval du second type peut être à fond arrondi. En particulier, chaque rainure aval du second type peut avoir une section en forme de lunule. Alternativement, chaque rainure aval du second type peut être à fond plat. Chaque rainure aval du second type peut s’étendre de manière rectiligne une direction radiale. Chaque rainure amont du premier type et chaque rainure aval du premier type peut être située, respectivement sur la face amont et la face aval de la paroi annulaire radiale du distributeur, circonférentiellement entre deux encoches circonférentiellement consécutives.
[0035] L’ ensemble peut comprendre un joint annulaire logé dans la chambre annulaire intermédiaire, le joint annulaire étant longitudinalement en appui sur la première paroi de la pièce annulaire et la paroi annulaire radiale du distributeur, chaque rainure amont du premier type s’étendant radialement vers l’intérieur jusqu’à une première partie de la portion annulaire interne de la face amont de la paroi annulaire radiale, la première partie de la portion annulaire interne délimitant une zone de la chambre annulaire intermédiaire située radialement à l’intérieur du joint annulaire.
[0036] Chaque rainure amont du premier type permet ainsi la circulation de l’air entre la zone de la chambre annulaire intermédiaire située radialement à l’intérieur du joint annulaire et une zone de la chambre annulaire intermédiaire située radialement à l’extérieur du joint annulaire. Autrement dit, une extrémité radialement interne de chaque rainure amont du premier type est située sur la face amont de la paroi annulaire radiale radialement au niveau d’une zone de la chambre annulaire intermédiaire qui est située radialement à l’intérieur du joint annulaire.
[0037] Le circuit de refroidissement peut comprendre une pluralité de rainures amont d’un second type formée sur la face amont de la paroi annulaire radiale, chaque rainure amont du second type s’étendant radialement depuis la première partie de la portion annulaire interne de la face amont de la paroi annulaire radiale jusqu’à une seconde partie de la portion annulaire interne de la face amont de la paroi annulaire radiale, la seconde partie de la portion annulaire interne délimitant une zone de la chambre annulaire intermédiaire située radialement à l’extérieur du joint annulaire.
[0038] Chaque rainure amont du second type permet également la circulation de l’air entre la zone de la chambre annulaire intermédiaire située radialement à l’intérieur du joint annulaire et une zone de la chambre annulaire intermédiaire située radialement à l’extérieur du joint annulaire. Chaque rainure du second type permet une circulation de l’air froid dans la chambre annulaire intermédiaire radialement vers l’extérieur malgré le cloisonnement de la chambre annulaire intermédiaire par le joint.
[0039] Autrement dit, une extrémité radialement interne de chaque rainure amont du second type est située sur la face amont de la paroi annulaire radiale radialement au niveau de la zone de la chambre annulaire intermédiaire qui est située radialement à l’intérieur du joint annulaire et une extrémité radialement externe de chaque rainure amont du second type est située sur la face amont de la paroi annulaire radiale radialement au niveau d’une zone de la chambre annulaire intermédiaire qui est située radialement à l’extérieur du joint annulaire. Chaque rainure amont du second type peut s’étendre de manière rectiligne selon une direction radiale. Chaque rainure amont du second type peut être à fond arrondi. En particulier, chaque rainure amont du second type peut avoir une section en forme de lunule. Alternativement, chaque rainure amont du second type peut être à fond plat.
[0040] Le carter externe peut comprendre une bride annulaire radiale sur laquelle est fixée la pièce annulaire, la chambre annulaire externe étant délimitée radialement à l’extérieur, en tout ou partie, par une extrémité radialement interne de la bride annulaire radiale du carter externe. L’air froid permet ainsi un refroidissement de la bride annulaire radiale du carter externe, en particulier un refroidissement de l’extrémité radialement interne de la bride annulaire radiale du carter externe. La bride annulaire radiale du carter externe est donc moins soumise aux températures importantes. Une usure de la bride radiale du carter externe est limitée, voir évitée.
[0041] Il est également proposé une turbine pour turbomachine d’axe longitudinal comprenant un ensemble tel que décrit ci-avant. Il est également proposé une turbomachine d’axe longitudinal comprenant une telle turbine.
Brève description des dessins
[0042] D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
[0043] Figure 1 , déjà décrite précédemment, est une vue schématique partielle en coupe d’une turbomachine de l’art antérieur ;
[0044] Figure 2, déjà décrite précédemment, est une vue schématique partielle en coupe d’un étage amont de la turbine basse-pression de la turbomachine de la figure 1 ;
[0045] Figure 3 est une vue schématique partielle en coupe d’un étage amont d’une turbine basse-pression de turbomachine selon la présente description dans un premier plan de coupe ;
[0046] Figure 4 est une vue schématique partielle en coupe de l’étage amont de turbine basse-pression de turbomachine de la figure 3 dans un second plan de coupe ;
[0047] Figure 5 est une première vue schématique partielle perspective d’un distributeur de l’étage amont de turbine basse-pression de turbomachine de la figure 3 ;
[0048] Figure 6 est une seconde vue schématique partielle perspective du distributeur de la figure 5. Description des modes de réalisation
[0049] II est maintenant fait référence aux figures 3 et 4 qui représentent, en partie, un étage amont d’une turbine basse-pression 14 de turbomachine d’axe longitudinal X. L’étage amont comprend un distributeur 40 et une rangée annulaire d’aubes mobiles 50 agencées en aval du distributeur 40.
[0050] Le distributeur 40, visible également aux figures 5 et 6, comprend une plateforme annulaire interne 41 et une plateforme annulaire externe 42 entre lesquelles s’étend radialement une rangée annulaire de pales fixes 43. La plateforme annulaire interne 41 et la plateforme annulaire externe 42 délimitent radialement une veine d’écoulement des gaz dans la turbine. Le distributeur 40 est porté radialement à l’extérieur par une pièce annulaire 30 de support. A cet effet, le distributeur 40 comprend une paroi annulaire radiale 44 qui s’étend radialement vers l’extérieur depuis la plateforme annulaire externe 42, notamment depuis une portion aval de la plateforme annulaire externe 42. Le distributeur 40 comprend en outre une patte annulaire d’accrochage 45 sur la pièce annulaire 30. La patte annulaire d’accrochage 45 s’étend longitudinalement vers l’amont depuis la paroi annulaire radiale 44. La patte annulaire d’accrochage 45 peut être une patte annulaire d’accrochage 45 dite « aval ». Le distributeur 40 peut comprendre une patte annulaire d’accrochage amont (non représentée) s’étendant radialement depuis une portion amont de la plateforme annulaire externe 42 et coopérant avec la pièce annulaire 30.
[0051] La pièce annulaire 30 comprend une première paroi 31 qui entoure, ici en partie, le distributeur 40. La première paroi s’étend ici selon une direction comprenant une composante radiale et une composante longitudinale. En particulier, la première paroi est tronconique à section augmentant vers l’aval. La pièce annulaire 30 comprend une bride annulaire radiale 32 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité aval de la première paroi 31 et par laquelle la pièce annulaire 30 est fixée à un carter externe 20 qui entoure la rangée annulaire d’aubes mobiles 50. La pièce annulaire 30 comprend en outre une paroi cylindrique externe 33 et une paroi cylindrique intermédiaire 34 s’étendant chacune longitudinalement vers l’aval depuis la première paroi 31. La paroi cylindrique externe 33 et la paroi cylindrique intermédiaire 34 sont ici de révolution autour de l’axe longitudinal X. La paroi cylindrique externe 33 de la pièce annulaire 30 entoure, ici en partie, la paroi cylindrique intermédiaire 34. La pièce comprend aussi une paroi cylindrique interne 35. La paroi cylindrique interne 35 est ici révolution autour de l’axe longitudinal X. La paroi cylindrique interne 35 est, ici en partie, entourée par la paroi cylindrique intermédiaire 34 de la pièce annulaire 30. Selon le mode de réalisation des figures 3 et 4, la pièce annulaire 30 comprend une paroi annulaire radiale s’étendant radialement vers l’intérieur depuis la première paroi 31 , depuis laquelle la paroi cylindrique interne 35 s’étend longitudinalement vers l’aval. Une portion d’extrémité amont de la patte annulaire d’accrochage 45 du distributeur 40 est serrée radialement entre la paroi cylindrique intermédiaire 34 et la paroi cylindrique interne 35 de la pièce annulaire 30. Un déplacement du distributeur 40 par rapport à la pièce annulaire 30 est ainsi limité dans la direction radiale.
[0052] Comme plus particulièrement visible à la figure 5, la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 comprend une pluralité d’encoches 46 réparties circonférentiellement autour de l’axe longitudinal X. Chaque encoche 46 débouche radialement vers l’extérieur au niveau d’une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44. La paroi cylindrique externe 33 comprend en outre des parties en saillie 36, longitudinalement vers l’aval, qui sont chacune engagées dans une encoche 46 respective de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. Un déplacement du distributeur 40 par rapport à la pièce annulaire 30 est ainsi limité dans la direction circonférentielle. Par ailleurs, entre deux encoches 46 circonférentiellement consécutives, la paroi cylindrique externe 33 est en appui dans la direction longitudinale sur une face amont de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
[0053] Le carter externe 20 est disposé en aval de la pièce annulaire 30. Le carter externe 20 est de forme annulaire. Le carter externe 20 entoure la rangée annulaire d’aubes mobiles 50. Le carter externe 20 comprend une bride annulaire radiale 21 à laquelle est fixée la pièce annulaire 30. En particulier, la bride annulaire radiale 21 du carter externe 20 et la bride annulaire radiale 32 de la pièce annulaire 30 sont fixées l’une à l’autre. Le carter externe 20 et la pièce annulaire 30 sont ici fixés par boulonnage.
[0054] La rangée annulaire d’aubes mobiles 50 est entourée par un anneau 51 porté par le carter externe 20. L’anneau 51 porte, sur sa face radialement interne, un matériau abradable 53 destiné à coopérer à étanchéité avec des léchettes s’étendant radialement vers l’extérieur depuis une extrémité radialement externe chacune des aubes mobiles. L’anneau 51 est fixé, à l’amont, au carter externe 20 au moyen d’une patte annulaire 52 en appui radial contre un rail cylindrique 22 du carter, la patte annulaire 52 et le rail cylindrique 22 étant retenus ensembles par un organe d’accrochage annulaire 23. L’organe d’accrochage annulaire 23 présente ici une section en forme de C. L’organe d’accrochage forme donc une gorge annulaire dans laquelle sont serrés radialement la patte annulaire 52 et le rail cylindrique 22. De manière remarquable, l’organe d’accrochage annulaire 23 est ici longitudinalement en appui sur une portion annulaire intermédiaire de la face aval de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
[0055] Il est prévu en outre un circuit de refroidissement. Le circuit de refroidissement comprend d’abord des conduits adaptés pour amener de l’air de refroidissement, appelé aussi « air froid », prélevé en amont, par exemple au niveau d’un compresseur de la turbomachine, jusqu’à des cavités internes des pales du distributeur 40. Les pales du distributeur 40 sont ainsi refroidies.
[0056] Le circuit de refroidissement comprend une chambre annulaire interne 61 délimitée radialement par la plateforme annulaire externe 42 à l’intérieur et la pièce annulaire 30 à l’extérieur et en aval par la paroi annulaire radiale 44. En particulier, la chambre annulaire interne est délimitée radialement vers l’extérieur en partie par la première paroi 31 de la pièce annulaire 30. La chambre annulaire interne 61 peut être délimitée longitudinalement à l’amont par une patte d’accrochage amont du distributeur 40. La chambre annulaire interne 61 est alimentée en air froid. Pour ce faire, le circuit de refroidissement peut comprendre des moyens de communication fluidique des cavités internes des pales du distributeur 40 avec la chambre annulaire interne 61 pour amener de l’air froid dans la chambre annulaire interne 61 . Les moyens de communication fluidique des cavités internes des pales du distributeur 40 avec la chambre annulaire interne 61 peuvent comprendre une pluralité de trous à travers la plateforme annulaire externe 42, chacun débouchant radialement vers l’intérieur dans une cavité interne de l’une des pales et radialement à l’extérieur dans la chambre annulaire interne 61 .
[0057] Le circuit de refroidissement comprend une chambre annulaire intermédiaire 62. La chambre annulaire intermédiaire 62 est délimitée radialement entre la paroi cylindrique intermédiaire 34 de la pièce annulaire 30 à l’intérieur et la paroi cylindrique externe 33 de la pièce annulaire 30 à l’extérieur. La chambre annulaire intermédiaire 62 est délimitée longitudinalement entre la première paroi 31 de la pièce annulaire 30 à l’amont et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 à l’aval. La chambre annulaire intermédiaire 62 est donc formée radialement à l’extérieur de la patte annulaire d’accrochage 45. La chambre annulaire intermédiaire 62 est aussi formée longitudinalement en amont de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. La chambre annulaire intermédiaire 62 est aussi alimentée en air froid. Pour ce faire, le circuit de refroidissement comprend des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 qui sont formés dans la patte annulaire d’accrochage 45 du distributeur 40. De l’air froid peut ainsi circuler dans le circuit de refroidissement depuis la chambre annulaire interne 61 vers la chambre annulaire intermédiaire 62.
[0058] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 comprennent une pluralité de trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45. Chacun des trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage s’étend selon une direction contenue dans un plan radial respectif. Comme visible à la figure 4, chaque trou 65 s’étend selon une direction comprenant une composante selon la direction longitudinale et une composante selon la direction radiale. Aussi, une extrémité interne de chaque trou 65 (i.e. l’extrémité du trou 65 débouchant au niveau d’une face interne de la patte annulaire d’accrochage 45 correspondante) est situé en amont dans la direction longitudinale par rapport à une extrémité externe du trou 65 (i.e. l’extrémité du trou 65 débouchant au niveau d’une face externe de la patte annulaire d’accrochage 45 correspondante). En particulier, pour chaque trou 65, une distance externe d_e selon la direction longitudinale entre l’extrémité externe du trou 65 et une extrémité amont de la patte annulaire d’accrochage 45 est supérieure à une distance interne dj selon la direction longitudinale entre l’extrémité interne du trou 65 et l’extrémité amont de la patte annulaire d’accrochage 45. Plus particulièrement, un rapport entre la distance interne dj et la distance externe d_e peut être compris entre 1 et 2, de préférence égal à 1 ,5. Il n’est toutefois pas exclu un mode de réalisation dans lequel chaque trou 65 s’étend radialement (i.e. selon une direction ne comprenant uniquement une composante radiale). Dans ce cas, le rapport entre la distance interne dj et la distance externe d_e peut être égal à 1.
[0059] De tels trous 65 permettent une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire interne 61 et la chambre annulaire intermédiaire 62 par l’intermédiaire du trajet le plus court. Comme visible à la figure 5, les trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45 sont régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal. Cela permet une répartition régulière du flux d’air froid circulant entre la chambre annulaire interne 61 et la chambre annulaire intermédiaire 62.
[0060] Par ailleurs, chaque trou 65 débouche, radialement à l’intérieur, dans un premier espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique interne 35 de la pièce annulaire 30 et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. De même, chaque trou 65 débouche, radialement à l’extérieur, dans un second espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique intermédiaire 34 de la pièce annulaire 30 et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. Le premier espace annulaire et le second espace annulaire communiquent fluidiquement respectivement avec la chambre annulaire interne 61 et la chambre annulaire intermédiaire 62. De ce fait, chaque trou 65 est formée au travers d’une portion de la patte d’accrochage 45 qui se situe longitudinalement au voisinage de la paroi annulaire radiale 44. Ainsi, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 sont dépourvus de trous 65 à travers la paroi cylindrique intermédiaire 34 et la paroi cylindrique interne 35 de la pièce annulaire 30. Autrement dit, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 tels que décrits ne nécessitent pas une modification structure de la pièce annulaire 30. Aussi, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne 61 avec la chambre annulaire intermédiaire 62 tels que décrits ne modifient pas l’agencement pour solidariser le distributeur 40 et la pièce annulaire 30.
[0061] Le circuit de refroidissement comprend une chambre annulaire aval 63. La chambre annulaire aval 63 est délimitée radialement entre l’anneau 51 à l’intérieur et l’organe d’accrochage annulaire 23 à l’extérieur. La chambre annulaire aval 63 est délimitée longitudinalement entre la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 à l’amont et la patte annulaire 52 de l’anneau 51 à l’aval. La chambre annulaire aval 63 est également alimentée en air froid. Pour ce faire, le circuit de refroidissement comprend des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63. L’airfroid peut ainsi être amené dans la chambre annulaire aval 63 depuis la chambre annulaire intermédiaire 62, permettant un refroidissement de la patte annulaire 52 de l’anneau 51 , du rail cylindrique 22 du carter externe 20 et de l’organe d’accrochage annulaire 23.
[0062] Dans le mode de réalisation représenté aux figures 3 à 6, les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 comprennent des moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 et des moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63.
[0063] Les moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 permettent à ce que l’air froid soit directement amené dans la chambre annulaire aval 63 depuis la chambre annulaire intermédiaire 62, améliorant ainsi le refroidissement de la patte annulaire 52 de l’anneau 51 , du rail cylindrique 22 du carter externe 20 et de l’organe d’accrochage annulaire 23.
[0064] Le circuit de refroidissement comprend également une chambre annulaire externe 64. La chambre annulaire externe 64 est délimitée radialement entre la paroi cylindrique externe 33 de la pièce annulaire 30 à l’intérieur et le carter externe 20 à l’extérieur. La chambre annulaire externe 64 est délimitée longitudinalement entre la première paroi 31 de la pièce annulaire 30 à l’amont et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 à l’aval. En particulier, la chambre annulaire externe 64 est délimitée radialement à l’extérieur, ici en partie, par une extrémité radialement interne de la bride annulaire radiale 21 du carter externe 20.
[0065] Les moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 comprennent des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire externe 64 et des moyens de communication fluidique la chambre annulaire externe 64 avec la chambre annulaire aval 63. La chambre annulaire externe 64 est donc aussi alimentée en air froid. L’air froid est amené jusqu’à la chambre annulaire aval 63 pour refroidir la patte annulaire 52 de l’anneau 51 , du rail cylindrique 22 du carter externe 20 et de l’organe d’accrochage annulaire 23 en circulant préalablement dans la chambre annulaire externe 64 ce qui permet d’obtenir également un refroidissement du carter externe 20, notamment de la bride annulaire radiale 21 du carter externe 20, car celui-ci délimite radialement à l’extérieur la chambre annulaire externe 64. Une usure de la bride annulaire radiale 21 du carter externe 20 due aux températures importantes est donc limitée, voir évitée.
[0066] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire externe 64 comportent une pluralité de rainures amont d’un premier type 66 formées sur la face amont de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. Chaque rainure amont du premier type 66 est située sur la face amont de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 circonférentiellement entre deux encoches 46 circonférentiellement consécutives. Chaque rainure amont du premier type 66 s’étend radialement depuis une portion annulaire interne de la face amont de la paroi annulaire radiale 44 qui délimite la chambre annulaire intermédiaire 62 jusqu’à une portion annulaire externe de la face amont de la paroi annulaire radiale 44 qui délimite la chambre annulaire externe 64. Autrement dit, chaque rainure amont du premier type 66 s’étend, selon la direction radiale, depuis la chambre annulaire intermédiaire 62 jusqu’à la chambre annulaire externe 64. Chaque rainure amont du premier type 66 est donc adaptée pour réaliser une circulation d’air froid entre la chambre annulaire intermédiaire 62 et la chambre annulaire externe 64. Chaque rainure amont du premier type 66 est ici à fond arrondi. Chaque rainure amont du premier type 66 présente ainsi une section en forme de lunule. Alternativement, il peut être prévu que chaque rainure amont du premier type 66 présente une section en forme de demi-cercle.
[0067] Chaque rainure amont du premier type 66 débouche ici radialement vers l’extérieur au niveau d’une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44. Chaque rainure amont du premier type 66 présente aussi une extrémité radialement interne qui est radialement alignée avec une embouchure radialement externe de l’un des trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45. Cela facilite la circulation de l’air froid entre l’un des trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45 et la rainure amont du premier type 66 associée. Aussi, chaque rainure amont du premier type 66 s’étend de manière rectiligne selon une direction radiale respective. Cela permet une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire intermédiaire 62 et la chambre annulaire externe 64 par l’intermédiaire du trajet le plus court.
[0068] Par ailleurs, il est prévu un joint annulaire 70 logé dans la chambre annulaire intermédiaire 62. Le joint annulaire 70 est longitudinalement en appui entre la première paroi 31 de la pièce annulaire 30 et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. En particulier, le joint annulaire 70 est ici serré longitudinalement entre la première paroi 31 de la pièce annulaire 30 et la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40. Le joint annulaire 70 forme donc une cloison dans la chambre annulaire intermédiaire 62. Le joint annulaire 70 délimite, radialement de part et d’autre, une zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 qui est située radialement à l’intérieur du joint annulaire 70 et une zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 qui est située radialement à l’extérieur du joint annulaire 70.
[0069] Chaque rainure amont du premier type 66 présente une extrémité radialement interne située au niveau de la zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 qui est située radialement à l’intérieur du joint annulaire 70. En particulier, chaque rainure amont du premier type 66 s’étend, selon la direction radiale, depuis la patte annulaire d’accrochage 45 jusqu’à l’extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44. Cela permet ainsi la circulation de l’air froid depuis la zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 radialement à l’intérieur du joint annulaire 70 vers la zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 radialement à l’extérieur du joint annulaire 70 et enfin vers la chambre annulaire externe 64.
[0070] Le circuit de refroidissement comprend également une pluralité de rainures amont d’un second type 67 formées sur la face amont de la paroi annulaire radiale 44. Chaque rainure amont du second type 67 s’étend, selon la direction radiale, depuis la patte annulaire d’accrochage 45 et débouche radialement vers l’extérieur au niveau de l’une des encoches 46. Chaque rainure amont du second type 67 améliore la circulation d’air froid entre la zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 radialement à l’intérieur du joint annulaire 70 et la zone de la chambre annulaire intermédiaire 62 radialement à l’extérieur du joint annulaire 70.
[0071] Chaque rainure amont du second type 67 s’étend de manière rectiligne ici selon une direction radiale. Chaque rainure amont du second type 67 est ici aussi à fond arrondi. Chaque rainure amont du second type 67 présente aussi une section en forme de lunule. Alternativement, il peut être aussi prévu que chaque rainure amont du second type 67 présente une section en forme de demi-cercle. Chaque rainure amont du second type 67 présente aussi une extrémité radialement interne qui est radialement alignée avec une embouchure radialement externe de l’un des trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45. Cela facilite la circulation de l’air froid entre l’un des trous 65 formés à travers la patte annulaire d’accrochage 45 et la rainure amont du second type 67 associée.
[0072] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire externe 64 avec la chambre annulaire aval 63 comportent un premier jeu radial j1 formé entre l’extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 et le carter externe 20. Le premier jeu radial j1 permet à l’air froid contenu dans la chambre annulaire externe 64 de circuler de l’amont vers l’aval par rapport à la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
[0073] Les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire externe 64 avec la chambre annulaire aval 63 comportent aussi une pluralité de rainures aval d’un premier type 68 formées sur la face aval de la paroi annulaire radiale 44. Chaque rainure aval du premier type 68 étant située sur la face aval de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 circonférentiellement entre deux encoches 46 circonférentiellement consécutives. Chaque rainure aval du premier type 68 s’étend radialement depuis une portion annulaire interne de la face aval de la paroi annulaire radiale 44 qui délimite la chambre annulaire aval 63 jusqu’à une portion annulaire externe de la face aval de la paroi annulaire radiale 44 qui est située radialement à l’extérieur de la portion annulaire intermédiaire de la face aval de la paroi annulaire radiale 44 sur laquelle l’organe d’accrochage est en appui. Autrement dit, chaque rainure aval du premier type 68 s’étend, selon la direction radiale, depuis la chambre annulaire aval 63 jusqu’à l’espace annulaire formé au niveau premier jeu radial j1 qui est formé entre l’extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 et le carter externe 20. Chaque rainure aval du premier type 68 est donc adaptée pour permettre la circulation d’air froid radialement vers l’intérieur vers la chambre annulaire aval 63 quand bien même l’organe d’accrochage annulaire 23 est en appui annulaire dans la direction longitudinale sur la face aval de la paroi annulaire radiale 44. Chaque rainure aval du premier type 68 est ici à fond arrondi. Chaque rainure aval du premier type 68 présente ainsi une section en forme de lunule. Alternativement, il peut être prévu que chaque rainure aval du premier type 68 présente une section en forme de demi- cercle.
[0074] Chaque rainure aval du premier type 68 débouche ici radialement vers l’extérieur au niveau d’une extrémité radialement externe de la paroi annulaire radiale 44. Aussi, chaque rainure aval du premier type 68 s’étend de manière rectiligne selon une direction radiale respective. Cela permet une circulation de l’air froid entre la chambre annulaire externe 64 et la chambre annulaire aval 63 par l’intermédiaire du trajet le plus court. De manière remarquable, la direction radiale d’extension de chaque rainure aval du premier type 68 coïncide angulairement autour de l’axe longitudinal X avec la direction radiale d’extension de l’une des rainures amont du premier type 66. Autrement dit, les rainures amont du premier type 66 et les rainures aval du premier type 68 sont formées deux-à-deux de manière opposée respectivement sur les faces amont et aval de paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
[0075] Les moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 comprennent tout d’abord un second jeu radial j2 formé entre, d’une part, une face de fond de chaque encoche 46 formée dans la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 et, d’autre part, la partie en saillie 36 correspondant de la pièce annulaire 30. Le second jeu radial j2 formé entre la face de fond de chaque encoche 46 et la partie en saillie 36 correspondante de la pièce annulaire 30 est adapté pour permettre une circulation de l’air froid contenu dans la chambre annulaire intermédiaire 62 de l’amont vers l’aval par rapport à la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40 pour être amené directement dans la chambre annulaire aval 63.
[0076] Les moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire 62 avec la chambre annulaire aval 63 comportent ici aussi une pluralité de rainures aval d’un second type 69 formées sur la face aval de la paroi annulaire radiale 44. Chaque rainure aval du second type 69 s’étend radialement depuis la portion annulaire interne de la face aval de la paroi annulaire radiale qui délimite la chambre annulaire aval 63 et débouche radialement vers l’extérieur au niveau de l’une des encoches 46. Chaque rainure aval du premier type 68 est adaptée pour permettre une circulation d’air froid depuis un espace annulaire formé au niveau du second jeu radial j2 formé entre la face de fond de l’une des encoches 46 et la partie en saillie 36 correspondante de la pièce annulaire 30 vers la chambre annulaire aval 63, quand bien même l’organe d’accrochage annulaire 23 est longitudinalement en appui annulaire sur la face aval de la paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
[0077] Chaque rainure aval du second type 69 s’étend de manière rectiligne selon une direction radiale respective. La direction radiale d’extension de chaque rainure aval du second type 69 coïncide aussi angulairement autour de l’axe longitudinal X avec la direction radiale d’extension de l’une des rainures amont du second type 67. Autrement dit, les rainures amont du second type 67 et les rainures aval du second type 69 sont formées deux-à-deux de manière opposée respectivement sur les faces amont et aval de paroi annulaire radiale 44 du distributeur 40.
[0078] Chaque rainure aval du second type 69 est ici aussi à fond arrondi. Chaque rainure aval du second type 69 présente aussi une section en forme de lunule. Alternativement, il peut être aussi prévu que chaque rainure aval du second type 69 présente une section en forme de demi-cercle.
[0079] La désignation des chambres annulaires selon les adjectifs « interne », « intermédiaire » et « externe » résulte d’un choix de rédaction visant à distinguer les chambres annulaires les unes par rapport aux autres. Aussi, alternativement, l’une (ou plusieurs) des chambres annulaires peut être désignée par un adjectif numéral respectif (première chambre annulaire, deuxième chambre annulaire et troisième chambre annulaire, etc.), selon n’importe quel ordre choisi. Dans un exemple particulier, la chambre annulaire interne 61 peut être désignée par « première chambre annulaire », la chambre annulaire intermédiaire 62 peut être désignée par « deuxième chambre annulaire » et la chambre annulaire externe 64 peut être désignée par « troisième chambre annulaire ».

Claims

Revendications
[Revendication 1] Ensemble pour turbomachine d’axe longitudinal (X), l’ensemble comprenant un distributeur (40) porté par une pièce annulaire (30) qui est fixée à un carter externe (20) entourant une rangée annulaire d’aubes mobiles (50) agencées en aval du distributeur (40), le distributeur (40) comprenant une plateforme annulaire externe (42) depuis laquelle s’étend radialement vers l’extérieur une paroi annulaire radiale (44) laquelle porte une patte annulaire d’accrochage (45) pour l’accrochage du distributeur (40) sur la pièce annulaire (30), la patte annulaire d’accrochage (45) s’étendant longitudinalement vers l’amont depuis la paroi annulaire radiale (44), l’ensemble comprenant en outre un circuit de refroidissement qui comprend une chambre annulaire interne (61 ) délimitée radialement par la plateforme annulaire externe (42) et la pièce annulaire (30) et en aval par la paroi annulaire radiale (44), une chambre annulaire intermédiaire (62) formée radialement à l’extérieur de la patte annulaire d’accrochage (45) et en communication fluidique avec le carter externe (20), et des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne (61 ) avec la chambre annulaire intermédiaire (62) qui sont formés dans la patte annulaire d’accrochage (45) du distributeur (40).
[Revendication 2] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire interne (61 ) avec la chambre annulaire intermédiaire (62) formés dans la patte annulaire d’accrochage (45) du distributeur (40) comprennent une pluralité de trous (65) formés à travers la patte annulaire d’accrochage (45).
[Revendication 3] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel chacun des trous (65) formés à travers la patte annulaire d’accrochage (45) s’étend selon une direction contenue dans un plan radial respectif.
[Revendication 4] Ensemble selon la revendication 2 ou 3, dans lequel les trous (65) formés à travers la patte annulaire d’accrochage (45) sont régulièrement répartis autour de l’axe longitudinal (X).
[Revendication 5] Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédente, dans lequel la pièce annulaire (30) comprend une paroi cylindrique interne (35) et une paroi cylindrique intermédiaire (34), la paroi cylindrique interne (35) étant, en tout ou partie, entourée par la paroi cylindrique intermédiaire (34), une portion d’extrémité amont de la patte annulaire d’accrochage (45) étant serrée radialement entre la paroi cylindrique interne (35) et la paroi cylindrique intermédiaire (34) de la pièce annulaire (30).
[Revendication 6] Ensemble selon la revendication précédente, l’une quelconque des revendications 2 à 4 s’appliquant, dans lequel chaque trou (65) communique radialement à l’intérieur avec un espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique interne (35) de la pièce annulaire (30) et la paroi annulaire radiale (44) du distributeur (40) et radialement à l’extérieur avec un espace annulaire formé longitudinalement entre une extrémité aval de la paroi cylindrique intermédiaire (34) de la pièce annulaire (30) et la paroi annulaire radiale (44) du distributeur (40).
[Revendication 7] Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la pièce annulaire (30) comprend une première paroi (31 ) s’étendant selon une direction comprenant au moins une composante radiale et une paroi cylindrique externe (33) s’étendant longitudinalement vers l’aval depuis la première paroi (31 ), le circuit de refroidissement comprenant en outre une chambre annulaire externe (64), la chambre annulaire intermédiaire (62) et la chambre annulaire externe (64) étant chacune délimitées longitudinalement entre la première paroi (31 ) de la pièce annulaire (30) et la paroi annulaire radiale (44) du distributeur (40), la chambre annulaire externe (64) étant formée radialement à l’extérieur de la chambre annulaire intermédiaire (62), la paroi cylindrique externe (33) formant une cloison radialement entre la chambre annulaire externe (64) et la chambre annulaire intermédiaire (62), la chambre annulaire externe (64) étant en outre délimitée radialement à l’extérieur par le carter externe (20), le circuit de refroidissement comprenant des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire externe (64).
[Revendication 8] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel la paroi cylindrique externe (33) de la pièce annulaire est en appui dans la direction longitudinale sur une face amont de la paroi annulaire radiale (44) du distributeur (40), les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire externe (64) comportant une pluralité de rainures amont d’un premier type (66) formées sur la face amont de la paroi annulaire radiale (44), chaque rainure amont du premier type (66) s’étendant radialement depuis une portion annulaire interne de la face amont de la paroi annulaire radiale (44) qui délimite la chambre annulaire intermédiaire (62) jusqu’à une portion annulaire externe de la face amont de la paroi annulaire radiale (44) qui délimite la chambre annulaire externe (64).
[Revendication 9] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel chaque rainure amont du premier type est à fond arrondi, chaque rainure amont du premier type ayant de préférence une section en forme de lunule.
[Revendication 10] Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la rangée annulaire d’aubes mobiles (50) est entourée par un anneau (51 ) porté par le carter externe (20), l’anneau (51 ) étant fixé, à l’amont, au carter externe (20) au moyen d’une patte annulaire (52) en appui radial contre un rail cylindrique (22) du carter externe (20), la patte annulaire (52) et le rail cylindrique (22) étant retenus ensembles par un organe d’accrochage annulaire (23), le circuit de refroidissement comprenant une chambre annulaire aval (63) délimitée radialement entre l’anneau (51 ) et l’organe d’accrochage annulaire (23) et longitudinalement entre la paroi annulaire radiale (44) du distributeur (40) et la patte annulaire (52) de l’anneau (51 ) et des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63).
[Revendication 11] Ensemble selon la revendication précédente, la revendication 7 s’appliquant, dans lequel les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63) comprennent des moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63) par l’intermédiaire de la chambre annulaire externe (64), les moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63) comprenant les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire externe (64).
[Revendication 12] Ensemble selon la revendication précédente, dans lequel les moyens de communication fluidique indirects de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63) comprennent des moyens de communication fluidique de la chambre annulaire externe (64) avec la chambre annulaire aval (63).
[Revendication 13] Ensemble selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel les moyens de communication fluidique de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63) comprennent des moyens de communication fluidique directs de la chambre annulaire intermédiaire (62) avec la chambre annulaire aval (63).
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