FR3083820A1 - Dispositif de maintien ameliore pour distributeur de turbomachine - Google Patents
Dispositif de maintien ameliore pour distributeur de turbomachine Download PDFInfo
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Abstract
Ensemble de turbine de turbomachine s'étendant autour d'un axe (X-X), comprenant un carter (40) et un distributeur ayant une plateforme interne (22), une plateforme externe (32), au moins une aube (10) le distributeur étant caractérisé en ce que le dispositif de maintien (50) comprend une branche primaire (60) et une branche secondaire (70), la branche primaire (60) présente une forme de L ayant une portion radiale (62) et une portion axiale (64), tout ou partie de la portion radiale (62) étant montée dans une encoche radiale (44) aménagée dans une face interne du carter (40), la portion axiale (64) est montée contre un becquet (36) la branche secondaire (70) s'étendant radialement, tout ou partie de la branche secondaire (70) est montée dans l'encoche radiale (44), de sorte que la branche secondaire (70) et la portion radiale (62) de la branche primaire (60) forment une butée axiale du distributeur.
Description
DOMAINE DE L'INVENTON [0001] Le présent exposé concerne le domaine des turbines de turbomachines, et concerne plus précisément les moyens de maintien de distributeurs de turbine.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0002] Les distributeurs de turbine de turbomachine sont typiquement maintenus en position par un anneau de maintien assurant un maintien du distributeur par rapport au carter externe.
[0003] Le document FR 2980235 présente ainsi un anneau pour turbine de turbomachine assurant la liaison avec le carter, l'anneau étant dimensionné de manière à ne pas être contraint même en cas de déformations du carter.
[0004] Toutefois, les anneaux de maintien conventionnels ne permettent pas de réaliser un maintien efficace lorsque le dispositif n'est pas en fonctionnement; il y a donc un risque de basculement des distributeurs sous l'effet de leur propre poids lors du montage ou lorsque le système est à l'arrêt.
PRESENTATION DE L'INVENTON [0005] Afin de répondre au moins partiellement à ces problématiques, le présent exposé concerne un ensemble de turbine de turbomachine s'étendant autour d'un axe, comprenant un carter externe de turbine et un distributeur ayant une plateforme interne, une plateforme externe, au moins une aube s'étendant radialement entre la plateforme interne et la plateforme externe, la plateforme interne et la plateforme externe étant destinées à délimiter un canal d'écoulement de gaz, le distributeur comprenant un dispositif de maintien de la plateforme externe par rapport au carter, le distributeur étant caractérisé en ce que le dispositif de maintien comprend une branche primaire et une branche secondaire, la branche primaire présente une forme de L ayant une portion radiale et une portion axiale, tout ou partie de la portion radiale étant montée dans une encoche radiale aménagée dans une face interne du carter, la portion axiale est montée contre un becquet qui s'étend radialement à partir de la plateforme externe, la branche secondaire s'étendant radialement, tout ou partie de la branche secondaire est montée dans l'encoche radiale, de sorte que la branche secondaire et la portion radiale de la branche primaire forment une butée axiale du distributeur.
[0006] Selon un exemple, la branche primaire et la branche secondaire forment chacune un secteur d'anneau, les branches primaire et secondaire étant positionnées de manière à être non alignées par rapport à l'axe du distributeur.
[0007] Selon un exemple, la branche primaire et la branche secondaire sont monolithiques.
[0008] Le dispositif de maintien présente alors typiquement une portion de transition entre la branche primaire et la branche secondaire [0009] Ladite portion de transition comprend typiquement une portion s'étendant axialement par rapport à un axe du distributeur.
[0010] Selon un exemple, la branche primaire et la branche secondaire sont réalisées de sorte que, en l'absence de contraintes externes, leur diamètre externe est supérieur au diamètre interne de l'encoche radiale. [0011] Selon un exemple, la branche primaire est positionnée en amont par rapport à la branche secondaire, selon le sens d'écoulement du fluide au sein du distributeur.
[0012] Selon un exemple, la branche primaire est destinée à être montée contrainte dans une encoche radiale du carter.
[0013] Le présent exposé concerne également une turbomachine comprenant un ensemble tel que défini précédemment.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS [0014] L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 représente une vue partielle éclatée d'un distributeur muni d'un anneau selon un aspect de l'invention,
- la figure 2 est une vue détaillée d'une région de la figure 1,
- la figure 3 est une vue en coupe de l'implantation de l'anneau de maintien au sein du distributeur,
- la figure 4 est une vue détaillée d'une portion de l'anneau de maintien du distributeur, et
- la figure 5 est une vue en coupe d'une variante de l'ensemble.
[0015] Sur l'ensemble des figures, les éléments en commun sont repérés par des références numériques identiques.
DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION [0016] Les figures 1 et 2 sont deux vues éclatées d'une portion de distributeur de turbine de turbomachine, le distributeur étant un secteur de roue aubagée.
[0017] On repère sur ces figures une pluralité d'aubes 10 s'étendant radialement autour d'un axe de turbine X-X entre un pied 20 radialement interne et une tête 30 radialement externe.
[0018] Le pied 20 tel que représenté présente une section ayant une forme générale de H, avec une plateforme interne 22 à partir de laquelle s'étendent les aubes 10, un support 24 configuré pour supporter un élément abradable destiné à coopérer avec des léchettes portées par un rotor de turbine, et une portion de jonction s'étendant radialement autour de l'axe de turbine X-X et liant le support 24 à la plateforme interne 22. La plateforme interne 22 et une plateforme externe 32 de la tête 30 étant destinées à délimiter un canal d'écoulement des gaz.
[0019] La plateforme externe 32 s'étend autour de l'axe de turbine X-X et est reliée aux aubes 10, et deux becquets 34 et 36 s'étendent radialement depuis la plateforme externe 32 et permettent de réaliser une liaison de la tête 30 notamment à un carter externe de turbine 40.
[0020] Le carter externe de turbine 40 s'étend autour de la tête 30. On le représente ici comme ayant une forme généralement cylindrique de révolution autour de l'axe de turbine X-X, et présentant une protubérance 42 sur sa face interne venant en appui contre le becquet 36 de la tête 30, et dans laquelle est formée une encoche 44 s'étendant radialement autour de l'axe de turbine X-X.
[0021] Un dispositif de maintien 50 est positionné de manière à assurer un maintien en position de la tête 30 par rapport au carter externe de turbine 40. Le dispositif de maintien 50 tel que proposé est formé d'une branche primaire 60 et d'une branche secondaire 70.
[0022] La branche primaire 60 est conformée de manière à présenter une forme générale de L observée en section, comprenant ainsi une portion radiale 62 et une portion axiale 64.
[0023] La portion radiale 62 est positionnée en partie au sein de l'encoche 44 du carter externe de turbine 40. La portion axiale 64 est quant à elle montée en appui contre une face interne du becquet 36 de la tête 30 formant une patte radiale.
[0024] La branche secondaire 70 présente quant à elle une forme générale de section d'anneau autour de l'axe de turbine. Dans l'exemple représenté, la forme de la branche secondaire 70 correspond sensiblement à la forme de la portion radiale 62 de la branche primaire 60. La branche secondaire 70 est également positionnée au moins en partie au sein de l'encoche 44 du carter externe de turbine 40.
[0025] La branche primaire 60 et la branche secondaire 70 ainsi que l'encoche 44 sont dimensionnées de manière à ce qu'une fois le dispositif de maintien 50 mis en place, il réalise un maintien axial du distributeur.
[0026] [0027] La somme des dimensions selon la direction de l'axe de turbine X-X du bord externe de la branche primaire 60 et de la branche secondaire 70 est typiquement inférieure ou égale à la dimension de l'encoche 44 selon la direction de l'axe de turbine X-X. La branche primaire 60 et la branche secondaire 70 sont ainsi montées serrées ou le cas échéant comprimées au sein de l'encoche 44 lors de l'insertion du bord externe des branches dans l'encoche 44.
[0028] De plus, la portion axiale 64 de la branche primaire 60 permet également de réaliser une fonction de maintien radial du distributeur par rapport au carter externe de turbine 40.
[0029] La branche primaire 60 est typiquement dimensionnée de manière à présenter un diamètre externe sensiblement supérieur à la dimension maximale de l'encoche 44 dans laquelle elle est insérée lors du fonctionnement, c'est-à-dire en prenant en compte la dilatation thermique des différents composants et notamment de l'encoche 44. Ainsi, la branche primaire 60 est montée précontrainte dans l'encoche 44. Un tel montage précontraint au sein de l'encoche 44 implique que la portion axiale 64 exerce un effort de plaquage de la tête 30 contre le carter de turbine 40, réalisant de fait la fonction de maintien radial du distributeur par rapport au carter externe de turbine 40. En effet, comme on le voit sur la figure 3, le becquet 36 de la tête 30 est monté en appui contre la protubérance 42 du carter de turbine 40, et la portion axiale 64 de la branche primaire 60 va venir appliquer un effort de plaquage de la tête 30 contre le carter de turbine 40 en s'opposant au poids du distributeur, même en l'absence de force centrifuge. Les aubes 10 du distributeur sont donc bien maintenues radialement, et ce même lorsque le dispositif n'est pas en fonctionnement (c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas de mouvement de rotation générant une force centrifuge), par exemple lors du montage ou lorsque le dispositif est à l'arrêt.
[0030] Par ailleurs, le fait d'exercer ainsi un effort de plaquage de la tête 30 contre le carter de turbine 40 permet de contribuer à améliorer l'étanchéité entre la veine de fluide de la turbine et les cavités adjacentes. [0031] La branche primaire 60 est typiquement dimensionnée de sorte que la portion axiale 64 de la branche primaire 60 vienne au contact du becquet 36 de la tête 30 avant que la portion radiale 62 de la branche primaire 60 ne vienne au contact du fond de l'encoche 44. Un tel dimensionnement permet d'éviter les traces de contact et d'usure au niveau de l'encoche 44.
[0032] Comme on le voit sur la figure 3, un élément de maintien 80 en forme de C d'un secteur d'étanchéité du distributeur est également positionné entre la protubérance 42 et la portion axiale du becquet 36 de la tête 30. L'association de l'élément de maintien 80 et du dispositif de maintien 50 permet de réaliser une étanchéité renforcée, en complexifiant les chemins pouvant être empruntés par les flux d'air.
[0033] Afin d'améliorer d'avantage l'étanchéité, comme illustré en figure 5, l'élément de maintien 80 peut présenter une forme en W de sorte à venir axialement et radialement en regard du dispositif de maintien 50. [0034] La branche secondaire 70 peut également être montée précontrainte au sein de l'encoche 44. La branche secondaire 70 est typiquement positionnée en aval de la branche primaire 60 par rapport au sens d'écoulement du fluide dans la turbine.
[0035] La branche primaire 60 et la branche secondaire 70 présentent chacune typiquement une forme générale de secteur d'anneau, ce qui permet d'en faciliter l'installation au sein de l'encoche 44. La branche primaire 60 et la branche secondaire 70 sont typiquement agencées de manière à ne pas être alignées par rapport à l'axe de turbine X-X, afin de ne pas former un passage de fluide.
[0036] La branche primaire 60 et la branche secondaire 70 peuvent être monolithiques, c'est-à-dire formées en une seule pièce. Une portion de transition 65 relie alors la branche primaire 60 et la branche secondaire 70, cette portion de transition 65 définissant le cas échéant une extrémité de la branche primaire 60 et de la branche secondaire 70.
[0037] La portion de transition 65 est notamment visible sur la figure
4. La portion de transition 65 est typiquement dépourvue de portion axiale. Il s'agit typiquement d'une paroi linéaire assurant une liaison entre la portion radiale 62 de la branche primaire 60 et la portion radiale de la branche secondaire 70.
[0038] La branche primaire 60 et/ou la branche secondaire 70 présentent typiquement des encoches adaptées pour permettre l'insertion d'outils afin de faciliter le montage ou le démontage du dispositif de maintien 50.
[0039] Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
Claims (9)
1. Ensemble de turbine de turbomachine s'étendant autour d'un axe (X-X), comprenant un carter (40) externe de turbine et un distributeur ayant une plateforme interne (22), une plateforme externe (32), au moins une aube (10) s'étendant radialement entre la plateforme interne (22) et la plateforme externe (32), la plateforme interne (22) et la plateforme externe (32) étant destinées à délimiter un canal d'écoulement de gaz, le distributeur comprenant un dispositif de maintien (50) de la plateforme externe (32) par rapport au carter (40), le distributeur étant caractérisé en ce que le dispositif de maintien (50) comprend une branche primaire (60) et une branche secondaire (70), la branche primaire (60) présente une forme de L ayant une portion radiale (62) et une portion axiale (64), tout ou partie de la portion radiale (62) étant montée dans une encoche radiale (44) aménagée dans une face interne du carter (40), la portion axiale (64) est montée contre un becquet (36) qui s'étend radialement à partir de la plateforme externe (32), la branche secondaire (70) s'étendant radialement, tout ou partie de la branche secondaire (70) est montée dans l'encoche radiale (44), de sorte que la branche secondaire (70) et la portion radiale (62) de la branche primaire (60) forment une butée axiale du distributeur.
2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel la branche primaire (60) et la branche secondaire (70) forment chacune un secteur d'anneau, les branches primaire et secondaire (60, 70) étant positionnées de manière à être non alignées par rapport à l'axe (X-X).
3. Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la branche primaire (60) et la branche secondaire (70) sont monolithiques.
4. Ensemble selon la revendication 3, dans lequel le dispositif de maintien (50) présente une portion de transition (65) entre la branche primaire (60) et la branche secondaire (70)
5. Ensemble selon la revendication 4, dans lequel ladite portion de transition (65) comprend une portion s'étendant axialement par rapport à un axe du distributeur.
6. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la branche primaire (60) et la branche secondaire (70) sont réalisées de sorte que, en l'absence de contraintes externes, leur diamètre externe est supérieur au diamètre interne de l'encoche radiale (44).
7. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la branche primaire (60) est positionnée en amont par rapport à la branche secondaire (70), selon le sens d'écoulement du fluide au sein du distributeur.
8. Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la branche primaire est destinée à être montée contrainte dans l'encoche radiale (44) du carter (40).
9. Turbomachine comprenant un ensemble selon l'une des revendications précédentes.
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|---|---|---|---|
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| FR1856374A FR3083820B1 (fr) | 2018-07-11 | 2018-07-11 | Dispositif de maintien ameliore pour distributeur de turbomachine |
Publications (2)
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|---|---|
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Citations (5)
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-
2018
- 2018-07-11 FR FR1856374A patent/FR3083820B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
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| FR3083820B1 (fr) | 2020-10-02 |
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