FR3107725A1 - Ensemble pour stator de turbomachine d’aéronef, à étanchéité renforcée entre une virole externe et une couronne aubagée de stator entourée par cette virole - Google Patents
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Abstract
L’invention se rapporte à un ensemble (20) de stator de turbomachine d’aéronef, l’ensemble comprenant une virole radialement externe (18) ainsi qu’une couronne de stator (14) comportant une pluralité d’aubes (26), la couronne (14) étant entourée par la virole radialement externe (18) et l’ensemble étant configuré pour permettre la mise en position de la couronne (14) dans la virole (18) par déplacement axial des aubes (26). Selon l’invention, l’ensemble comporte au moins une languette ondulée d’étanchéité (74) contrainte radialement entre la virole (18) et la couronne (14), la languette (74) présentant des sommets arrondis (76, 78) se succédant axialement ou radialement. Figure pour l’abrégé : Fig. 2
Description
La présente invention se rapporte à une turbomachine d’aéronef, de préférence du type turboréacteur ou turbopropulseur.
Plus particulièrement, l’invention concerne l’étanchéité entre une couronne de stator, et une virole radialement externe entourant cette couronne. Par exemple, l’ensemble formé par la virole radialement externe, et la couronne aubagée de stator, est destiné à équiper un compresseur de la turbomachine. Mais préférentiellement, cet ensemble de stator forme un distributeur d’une turbine de la turbomachine, tel que cela est par exemple décrit dans le document FR 3000521 A1.
État de la technique antérieure
Certains ensembles présentent une conception qui requiert un déplacement axial des aubes de stator, pour leur implantation dans une virole radialement externe destinée à recevoir la couronne aubagée formée par ces aubes. Une telle situation se produit par exemple dans le cas d’une couronne de stator réalisée dans un matériau composite à matrice céramique, ci-après désigné par l’expression «matériauCMC» ou «CMC», ce matériau comprenant généralement un renfort fibreux et une matrice céramique, ou partiellement céramique. A titre de rappel, le CMC est un composite thermostructural capable de résister à des contraintes thermiques relativement élevées et ayant une masse volumique relativement faible, en particulier inférieure à celle des matériaux métalliques traditionnellement utilisés pour réaliser des composants de turbine et de compresseur de turbomachine. La résistance mécanique de la couronne de stator peut être renforcée par la présence d’un ou plusieurs éléments structuraux, par exemple métalliques, traversant chacun une aube de la couronne. Ces éléments structuraux sont destinés à être introduits dans les aubes, en passant à travers la virole externe, via un mouvement radial allant de l’extérieur vers l’intérieur vis-à-vis de l’axe central longitudinal de l’ensemble.
Dans la réalisation qui vient d’être décrite, ainsi que dans d’autres types de conception, il est donc préféré, voire parfois nécessaire, d’effectuer un déplacement axial des aubes de stator pour permettre leur implantation dans la virole radialement externe. Cela empêche l’adoption d’une solution classique d’étanchéité entre la virole externe et la couronne de stator, qui consiste à prévoir entre ces deux éléments des languettes d’étanchéité droites, orientées orthogonalement à l’axe central longitudinal.
Or l’absence de moyens d’étanchéité entre la virole radialement externe, et la couronne aubagée de stator, conduit à des fuites sur la veine qui pénalisent les performances globales de la turbomachine.
L’invention a donc pour but de répondre à l’inconvénient décrit ci-dessus, relatif à l’art antérieur.
Pour ce faire, l’invention a tout d’abord pour objet un ensemble de stator de turbomachine d’aéronef, l’ensemble comprenant une virole radialement externe s’étendant autour d’un axe central longitudinal de l’ensemble, ainsi qu’une couronne de stator comportant une pluralité d’aubes de stator qui se succèdent circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal, la couronne de stator étant entourée par la virole radialement externe, l’ensemble étant configuré pour permettre la mise en position de la couronne dans la virole radialement externe, par déplacement axial des aubes de stator relativement à la virole radialement externe, l’ensemble comprenant également des moyens de fixation de la couronne de stator sur la virole radialement externe.
Selon l’invention,l’ensemble comporte en outre au moins une languette ondulée d’étanchéité contrainte radialement entre la virole radialement externe et la couronne de stator, la languette ondulée d’étanchéité présentant des sommets arrondis se succédant axialement ou radialement.
L’invention apporte ainsi une solution simple et performante capable de procurer une étanchéité satisfaisante entre la virole radialement externe, et la couronne de stator. La forme ondulée de la languette d’étanchéité facilite sa mise en compression pour son introduction dans un espace annulaire entre les deux éléments de l’ensemble à étancher. Par conséquent, la forme spécifique de cette languette d’étanchéité se trouve parfaitement adaptée pour assurer son installation dans l’ensemble de stator, après que la couronne ait été introduite par déplacement axial dans la virole radialement externe.
Le renforcement de l’étanchéité procurée par la languette ondulée contribue à limiter les fuites sur la veine, et participe donc à améliorer les performances globales de la turbomachine.
La forme ondulée de la languette d’étanchéité permet non seulement de faciliter son introduction dans l’ensemble de stator, mais permet également d’absorber les éventuels déplacements relatifs radiaux entre la virole radialement externe, et la couronne de stator. De tels déplacements sont par exemple observés en fonctionnement, lorsque la couronne de stator est réalisée en CMC, et que la virole radialement externe est métallique. En effet, un matériau CMC a typiquement un coefficient de dilatation thermique environ trois fois inférieur à celui des alliages métalliques habituellement utilisés pour les viroles radialement externes des distributeurs de turbine. La dilatation thermique différentielle entre ces deux éléments entraîne ainsi une modification des jeux radiaux, qui demeurent néanmoins obturés en permanence par la languette ondulée capable de se déformer élastiquement en conséquence, tout en procurant l’étanchéité souhaitée.
Préférentiellement, l’invention prévoit par ailleurs au moins l’une des caractéristiques additionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison.
De préférence, la languette ondulée présente des sommets arrondis se succédant axialement, parmi lesquels au moins un sommet radialement interne en appui sur la couronne de stator, et au moins un sommet radialement externe en appui sur la virole radialement externe.
De préférence, la languette ondulée d’étanchéité présente une branche d’extrémité axiale formant un organe de butée axiale pour la languette, la branche d’extrémité axiale s’étendant de préférence orthogonalement ou sensiblement orthogonalement à l’axe central longitudinal de l’ensemble.
De préférence, la branche d’extrémité axiale de la languette présente une partie radialement externe en regard axialement d’une extrémité axiale de la virole radialement externe.
De préférence, la languette ondulée d’étanchéité est agencée à une extrémité aval de l’ensemble. Alternativement, elle pourrait être agencée à une extrémité amont de l’ensemble, sans sortir du cadre de l’invention.
De préférence, l’ensemble comporte au moins un élément structural fixé sur la virole radialement externe et traversant une aube de stator de la couronne, l’élément structural formant de préférence un canal radial d’acheminement d’air de ventilation à travers ladite aube, et cet élément structural étant de préférence réalisé dans un matériau métallique.
De préférence, la couronne de stator est réalisée dans un matériau composite à matrice céramique, de préférence à partir de plusieurs secteurs de couronne qui se succèdent circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal, chaque secteur de couronne comprenant une plateforme radialement externe, une plateforme radialement interne, ainsi qu’une ou plusieurs aubes de stator solidaires des plateformes radialement externe et interne.
De préférence, l’ensemble comprend une unique languette ondulée d’étanchéité s’étendant sur 360° ou sur sensiblement 360° en étant fendue, ou bien cet ensemble comporte une pluralité de languettes ondulées d’étanchéité qui se succèdent circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal.
L’invention a également pour objet une turbine pour turbomachine d’aéronef comprenant au moins un tel ensemble de stator, la turbine comportant une roue mobile d’aubes agencée en regard axialement de la couronne de stator, la roue mobile d’aubes étant entourée d’un anneau de stator portant un revêtement abradable en regard radialement d’une extrémité des aubes de la roue mobile, et la partie radialement externe de la branche d’extrémité axiale de la languette ondulée d’étanchéité est également agencée axialement en regard ou en appui contre une extrémité axiale de l’anneau de stator. Une réalisation similaire au sein d’un compresseur de la turbomachine peut également être envisagée, sans sortir du cadre de l’invention.
L’invention a également pour objet une turbomachine d’aéronef comportant au moins un tel ensemble de stator, ou au moins une telle turbine.
Enfin, l’invention a pour objet un procédé d’assemblage d’un tel ensemble de stator, comportant les étapes suivantes:
- mise en position de la couronne de stator dans la virole radialement externe, par déplacement axial des aubes de stator relativement à la virole radialement externe;
- fixation de la couronne de stator sur la virole radialement externe; et
- mise en compression de la languette ondulée d’étanchéité, afin de l’introduire entre la couronne de stator et la virole radialement externe.
D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit.
La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :
Description détaillée de modes de réalisation
Les figures comprennent un référentielL, R etC définissant respectivement des directions longitudinale, radiale et circonférentielle orthogonales entre elles.
Il est représenté sur la figure1 un turboréacteur1 d’aéronef, présentant de préférence une conception du type à double corps et à double flux.
Par la suite, les termes «amont» et «aval» sont définis par rapport à une direction principaleD1 d’écoulement des gaz à travers le turboréacteur 1, lorsque celui-ci est propulsé. La directionD1 est parallèle à la direction longitudinaleL, et également parallèle à un axe central longitudinalA1 autour duquel s’étendent ses différents composants. En l’occurrence, de l’amont vers l’aval du turboréacteur1, il s’agit d’une soufflante4, d’un compresseur basse pression5, d’un compresseur haute pression6, d’une chambre de combustion7, d’une turbine haute pression8 et d’une turbine basse pression9.
Lors du fonctionnement du turboréacteur1, un écoulement d’air10 pénètre dans le turboréacteur1 par une entrée d’air 3, traverse la soufflante4, puis se divise en un flux primaire10A central et un flux secondaire10B. Le flux primaire10A s’écoule dans une veine principale11A de circulation des gaz traversant les compresseurs5 et6, la chambre de combustion7, et les turbines8 et9. Le flux secondaire10B s’écoule quant à lui dans une veine secondaire11B entourant la veine principale 11A, également dite veine primaire.
De manière connue en soi, une turbine telle que la turbine haute pression8 ou la turbine basse pression9 comporte un ou plusieurs étages, chaque étage comprenant un distributeur, aussi appelé couronne aubagée de stator, ainsi qu’une roue mobile agencée directement en aval de la couronne. La couronne d’un étage comprend des aubes statoriques configurées pour dévier le flux primaire10A provenant de la chambre de combustion7 vers les aubes de la roue mobile du même étage, de manière à entraîner cette roue mobile en rotation. Pour chacune des turbines8 et9, le ou les distributeurs forment un stator de la turbine, tandis que la ou les roues mobiles forment un rotor de la turbine. Dans ce qui suit, l’invention va être décrite dans un cas d’implantation au sein d’une turbine, mais alternativement, elle pourrait être implantée de manière identique ou similaire au sein d’un compresseur de la turbomachine, sans sortir du cadre de l’invention.
En référence à présent à la figure 2, il est montré le premier étage 12 de la turbine basse pression 9, avec sa couronne aubagée de stator 14 formant distributeur, et sa roue mobile adjacente 16.
La couronne de stator 14 est entourée d’une virole radialement externe 18, pour former un ensemble 20 propre à l’invention, centré sur l’axe central longitudinal A1. Plus précisément, la couronne 14 et la virole 18 sont chacune centrées sur l’axe A1.
La virole radialement externe 18 est montée sur un carter de turbine 19. Pour ce faire, la virole 18 présente deux extrémités axiales opposées, chacune en forme de crochet coopérant avec des parties de carter 19. Cette virole radialement externe, de préférence métallique, s’étend sur 360° ou sensiblement 360°, par exemple en étant fendue. Alternativement, elle est réalisée par des secteurs angulaires de virole qui sont agencés bout-à-bout de manière étanche dans la direction circonférentielle C.
Au sein de l’ensemble de stator 20, la virole radialement externe 18 entoure donc la couronne aubagée 14, formant distributeur. Cette couronne 14 comprend une virole aérodynamique externe 22 délimitant la veine principale 11A radialement vers l’extérieur. Elle comporte aussi une virole aérodynamique interne 24 délimitant la veine principale 11A radialement vers l’intérieur. De plus, la couronne 14 est équipée d’aubes de stator 26 agencées entre les deux viroles 22, 24, et solidarisées à celles-ci. Par conséquent, les aubes de stator 26 se succèdent circonférentiellement autour de l’axe A1, pour former une rangée annulaire d’aubes de stator 26. A cet égard, il est noté que les aubes 26 s’étendent ici radialement vers l’extérieur au-delà de la virole aérodynamique externe 22 de la couronne 14, jusqu’à contacter la virole radialement externe 18 de l’ensemble 20, pour une fixation sur celle-ci.
De manière similaire, l’ensemble 20 comporte une virole radialement interne 28, centrée sur l’axe A1, et de préférence également réalisée dans un matériau métallique. Les aubes 26 s’étendent radialement vers l’intérieur au-delà de la virole aérodynamique interne 24 de la couronne 14, jusqu’à contacter la virole radialement interne 28 de l’ensemble 20. En d’autres termes, dans ce mode de réalisation préféré de l’invention, les deux viroles aérodynamiques externe 22 et interne 24 se trouvent logées dans l’espace délimité radialement entre les deux viroles externe 18 et interne 28.
La couronne 14 peut être réalisée d’une seule pièce, c’est-à-dire d’une seul tenant, ou préférentiellement par l’assemblage de plusieurs pièces. En particulier, il peut être prévu plusieurs secteurs angulaires de couronne 14a agencés bout-à-bout selon la direction circonférentielle C. Dans ce cas de figure, chaque secteur de couronne 14a comporte alors une plateforme aérodynamique radialement externe 22a, une plateforme aérodynamique radialement interne 24a, ainsi qu’une ou plusieurs aubes de stator 26 solidaires des plateformes 22a, 24a. Les plateformes 22a des secteurs de couronne 14a forment conjointement la virole aérodynamique externe 22 de délimitation radiale externe de la veine 11A, tandis que les plateformes 24a des secteurs de couronne 14a forment conjointement la virole aérodynamique interne 24 de délimitation radiale interne de la veine 11A. Pour assurer l’étanchéité entre les plateformes 22a, 24a directement consécutives selon la direction C, il est prévu aux interfaces des languettes circonférentielles d’étanchéité 30.
Par exemple, chaque secteur angulaire de couronne 14a s’étend sur une étendue angulaire de l’ordre de quelques degrés, jusqu’à par exemple 45°. Comme évoqué précédemment, chaque secteur 14a peut ne comporter qu’une unique aube de stator 26, et présenter de ce fait une étendue angulaire particulièrement restreinte.
La couronne de stator 14, ou chacun de ses secteurs 14a, est réalisé en CMC. En raison de sa capacité à résister à des contraintes thermiques élevées, un tel matériau permet de réduire la quantité d’air de ventilation utilisée par rapport à une réalisation métallique, ce qui permet d’améliorer les performances de la turbomachine.
Pour permettre la reprise des efforts de veine, une ou plusieurs des aubes de stator 26 des secteurs de couronne 14a sont traversées par un élément structural 32, également dénommé mât structural ou chemise. De préférence, chacune de ces aubes 26 présente un logement interne 34 de forme complémentaire, traversé par un élément structural creux 32 formant un canal radial 36 d’acheminement d’air de ventilation à travers l’aube associée.
L’élément structural creux 32, de préférence métallique, comprend une extrémité radialement externe 41 formant une plateforme, un corps 42 relié à la plateforme 41 et comprenant, radialement à l’opposé de la plateforme 41, une extrémité radialement interne 43 de l’élément structural 32.
En référence conjointement aux figures 2 et 3, le corps 42 de l’élément structural 32 dispose d’une forme sensiblement évasée selon la direction radiale R, en présentant des dimensions longitudinale et circonférentielle plus importantes au niveau de la plateforme 41 qu’au niveau de l’extrémité radialement interne 43.
L’élément structural 32 est fixé à la virole radialement externe 18 et au secteur de couronne 14a à l’aide de moyens de fixation 52, par exemple des vis. Pour ce faire, la virole 18 est enserrée radialement entre la plateforme 41 de l’élément structural 32, et l’extrémité radiale en saillie des aubes 26 dans lesquelles les vis 52 sont vissées. La tête 51 de l’une ou de plusieurs vis 52 peut alors être en appui radial sur une partie de la plateforme 41, par exemple un bossage de celle-ci, tandis que ces mêmes vis 52 traversent des trous de passage ménagés dans cette plateforme 41.
Les vis de montage 52 permettent ainsi la fixation des secteurs de couronne 14a intérieurement sur la virole externe 18, portée par les éléments de carter de turbine 19.
Chaque élément structural creux 32 traverse son aube associée 26 en étant disposé dans le logement interne 34 de celle-ci. En effet, l’aube 26 présente un profil creux formant le logement interne 34, qui débouche en une extrémité radialement interne et en une extrémité radialement externe de cette aube 26. Le logement interne 34 a une forme qui correspond sensiblement à celle du corps 42 de l’élément structural 32, de sorte que ce dernier épouse sensiblement le logement interne 34 de l’aube 26. Bien entendu, les dimensions relatives du logement interne 34 de l’aube 26, et celles du corps 42 de l’élément structural 32, sont telles que ces pièces puissent se déplacer l’une par rapport à l’autre selon une amplitude limitée, dans la direction radiale R, sous l’effet de leur dilatation thermique différentielle.
La virole radialement externe 18 comprend également une ouverture 62 dont la forme correspond sensiblement à celle d’une portion radialement externe du corps 42 de l’élément structural 32. Son corps 42 traverse l’ouverture 62 de la virole externe 18, de sorte que sa plateforme 41 soit en appui radial contre une surface externe de la virole radialement externe 18. De plus, son extrémité radialement interne 43 coopère avec la virole radialement interne 28, via un épaulement 64 en appui axial sur une surface radialement externe de la virole interne 28.
Grâce à cet agencement, de l’air de ventilation 66, par exemple en provenance du compresseur 5, 6 ou de la veine secondaire 11B, peut être acheminé par un canal 68 du carter 19, pour ensuite rejoindre le canal 36 radialement en regard. L’air de ventilation est ensuite injecté par l’extrémité radialement interne 43 de l’élément structural creux 32, dans une cavité de ventilation interne 70 délimitée radialement vers l’extérieur par la virole interne 28. Cette cavité interne 70, centrée sur l’axe A1, permet de refroidir les éléments de turbomachine environnants, comme les éléments constitutifs de la virole interne 26, ou encore les disques des roues mobiles de turbine. La circulation de l’air de ventilation permet également de refroidir les aubes de stator 26, lors du passage de cet air par le corps 42 de l’élément structural creux 32.
L’une des particularités de l’invention réside dans la présence d’une languette ondulée d’étanchéité 74 entre la surface radialement extérieure de la virole aérodynamique radialement externe 22, et la surface radialement intérieure de la virole externe 18. La languette 74 est ici agencée au niveau d’une extrémité axiale aval de l’ensemble 20, en étant donc contrainte radialement entre la virole 18 et la couronne 14. Elle est préférentiellement annulaire, centrée sur l’axe A1, en s’étendant sur 360° autour de cet axe A1 ou sur sensiblement 360°, par exemple en étant fendue pour faciliter son insertion entre la couronne 14 et la virole externe 18. Alternativement, plusieurs languettes ondulées 74 pourraient être agencées bout-à-bout selon la direction circonférentielle C, en présentant chacune une étendue circonférentielle réduite, et de manière à présenter une étendue circonférentielle cumulée de l’ordre de 360°.
La languette ondulée d’étanchéité 74 présente des sommets arrondis qui se succèdent axialement selon la direction L. Il s’agit d’au moins un sommet radialement interne 76, de forme annulaire ou sensiblement annulaire et en appui radial sur la surface radialement extérieure de la virole aérodynamique radialement externe 22. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur les figures 4 et 5, il s’agit de deux sommets arrondis 76, chacun s’inscrivant dans un plan transversal orthogonal à l’axe central longitudinal A1. Il s’agit également d’au moins un sommet radialement externe 78, de forme annulaire ou sensiblement annulaire et en appui radial sur la surface radialement intérieure de la virole externe 18, au niveau de son crochet de fixation aval. Dans le mode de réalisation préféré représenté sur les figures 4 et 5, il s’agit d’un unique sommet arrondi 78, s’inscrivant également dans un plan transversal orthogonal à l’axe central longitudinal A1.
Bien évidemment, le nombre de sommets internes 76 et de sommets 78 peut différer, toujours en étant prévus en alternance axialement, sans sortir du cadre de l’invention. A cet égard, il est indiqué que le nombre de ces sommets peut être limité par l’encombrement, mais dans l’hypothèse d’un espace plus étendu pour le logement de la languette, il peut être intéressant de multiplier ces sommets pour multiplier les points de contact, et garantir ainsi une meilleure étanchéité.
La languette ondulée d’étanchéité 74 présente une branche d’extrémité axiale amont 80, éventuellement droite, dont la partie radialement externe 82 peut être au contact de la surface radialement intérieure de la virole externe 18. Du côté opposé, à l’aval, la languette 74 présente une branche d’extrémité axiale 84, de préférence droite et orientée orthogonalement ou sensiblement orthogonalement à l’axe A1. Cette branche d’extrémité axial 84, de forme annulaire, constitue un organe de butée axiale pour la languette 74, permettant à celle-ci de rester insérée entre la couronne de stator 14 et la virole externe 18 de l’ensemble 20. En effet, la partie radialement externe 86 de la branche 84 est en regard axialement de l’extrémité axiale aval de la virole externe 18, et également en regard axialement ou en appui contre l’extrémité axiale amont d’un anneau de stator 88 entourant la roue mobile 16 de l’étage de turbine 18. Plus précisément en référence aux figures 2 et 4, cet anneau de stator 88 se situe dans le prolongement aval de la virole externe 18, avec un jeu axial ménagé entre ces deux éléments 18, 88, de manière à permettre le logement de la partie radialement externe 86 de la branche 84 de la languette 74. En fonctionnement, le différentiel de pression a tendance à plaquer la partie radialement externe 86 vers l’aval contre l’anneau de stator 88, comme cela a été représenté sur les figures 2 et 4. De manière connue, l’anneau de stator 88 est également porté par le carter de turbine 19, et pourvu d’un revêtement abradable 90 entourant l’extrémité des aubes tournantes 92 de la roue mobile 16, en étant agencé radialement en regard de celles-ci. Plus précisément, le revêtement abradable 90 est destiné à coopérer avec une ou plusieurs léchettes 94 formant l’extrémité radialement externe de la roue mobile 16, de manière à réaliser un joint d’étanchéité dynamique.
Ainsi, en étant en appui axial contre l’anneau de stator 88, via sa branche d’extrémité axiale aval 84, la languette ondulée d’étanchéité 74 ne peut être extraite de l’ensemble 20, et elle garantit ainsi une étanchéité entre la couronne aubagée de stator 14 et la virole externe 18 qui l’entoure. Grâce à son élasticité et sa forme ondulée, la languette 74 permet d’absorber les mouvements radiaux parasites entre ces deux éléments 14, 18, par exemple ceux résultant du phénomène de dilatation thermique différentielle entre les pièces. L’étanchéité demeure ainsi garantie en permanence par la languette 74, quel que soit son niveau de déformation, et ce dans un environnement dense auquel la languette 74 peut s’adapter facilement de par sa forme spécifique à l’invention.
La languette 74 présente ainsi une caractéristique de semi-rigidité, en étant réalisée dans un matériau capable de résister aux températures élevées du fait de la proximité de la veine 11A. Par exemple, il peut s’agir d’un matériau à base de nickel et/ou de cobalt.
Pour l’assemblage de l’ensemble 20 qui vient d’être décrit, il est tout d’abord procédé à la mise en position de la couronne 14 dans la virole externe 18. De par les contraintes de conception des éléments de l’ensemble 20, cette mise en position s’effectue par un déplacement axial des aubes de stator 26 relativement à la virole 18. Comme cela a été schématisé sur la figure 6, c’est la couronne entière 14, ou les secteurs de couronne 14a qui sont déplacés relativement à la virole 18 selon l’axe A1 et la direction L, jusqu’à pénétrer dans l’espace intérieur délimité par cette virole 18. Le déplacement relatif axial s’effectue en insérant la couronne 14 ou les secteurs de couronne 14a depuis l’amont, vers l’aval.
Lorsque cette mise en position est terminée, les éléments structuraux creux 32 sont insérés radialement depuis l’extérieur, à travers les ouvertures 62 de la virole 18, et à travers les logements internes 34 des aubes 26. Une telle insertion radiale est schématisée sur la figure 7.
Ensuite, il est procédé à la fixation de la couronne de stator 14 sur la virole radialement externe 18, à l’aide des éléments de fixation schématisés sur la figure 8. La languette d’étanchéité 74 est alors mise en compression radialement afin d’être introduite axialement entre la couronne 14 et la virole radialement externe 18, depuis l’aval vers l’amont. Cela permet l’obtention de l’ensemble de stator 20, spécifique à la présente invention.
Enfin, l’ensemble 20 est introduit axialement depuis l’amont dans le carter de turbine 19, de manière à se trouver en regard axialement de la roue mobile 16 déjà assemblée dans le carter. Cette étape est schématisée sur la figure 9. L’assemblage des autres éléments de turbine, destinés à être agencés en amont de l’ensemble 20, est ensuite réalisé en insérant axialement ces mêmes éléments dans le carter 19, toujours depuis l’amont vers l’aval.
En référence à présent à la figure 10, il est représenté l’ensemble 20 avec la languette ondulée d’étanchéité 74 se présentant sous la forme d’une alternative de réalisation. La principale différence avec la languette décrite précédemment réside dans l’agencement des sommets arrondis 76’, 78’, qui se succèdent ici en alternance selon la direction radiale R, et non plus selon la direction longitudinale L.
Ainsi, il s’agit tout d’abord d’au moins un sommet amont 76’, de forme annulaire ou sensiblement annulaire, qui n’est en appui sur aucun autre élément de la turbomachine. Dans l’exemple de la figure 10, il s’agit de deux sommets arrondis 76’ concentriques. Il s’agit également d’au moins un sommet aval 78’, de forme annulaire ou sensiblement annulaire, et qui n’est en appui sur aucun autre élément du turboréacteur. Dans l’exemple de la figure 10, il s’agit d’un unique sommet arrondi 78’, agencé radialement entre les deux sommets amont 76’ en raison de l’alternance souhaitée dans la direction radiale R.
Bien évidemment, ici aussi, le nombre de sommets 76’, 78’ peut différer, toujours en étant prévus en alternance radialement, sans sortir du cadre de l’invention.
A l’aval, la languette 74 présente également la branche d’extrémité axiale 84, droite et orientée orthogonalement ou sensiblement orthogonalement à l’axe A1. Cette branche d’extrémité axial 84, de forme annulaire, constitue un organe de butée axiale pour la languette 74, permettant à celle-ci de rester insérée entre la couronne de stator 14 et la virole externe 18 de l’ensemble 20. En effet, la partie radialement externe 86 de la branche 84 est en regard axialement de l’extrémité axiale aval de la virole externe 18, et également en regard axialement ou en appui contre l’extrémité axiale amont d’un anneau de stator 88 entourant la roue mobile de l’étage de turbine 18.
A son extrémité opposée à l’amont, la languette ondulée d’étanchéité 74 se termine par une branche d’extrémité 80’ en appui radial sur la surface radialement intérieure de la virole externe 18, au niveau de son crochet de fixation aval. L’appui obtenu peut ainsi être surfacique selon la direction longitudinale L, et de forme annulaire autour de l’axe A1. L’étendue de la superficie de contact renforce avantageusement les performances d’étanchéité. Un tel appui radial surfacique est également obtenu entre une portion radialement intérieure d’étanchéité 80’’ de la languette 74, et la surface radialement extérieure de la virole aérodynamique radialement externe 22. Cette portion d’étanchéité 80’’, s’étendant de manière annulaire et concentrique à la branche d’extrémité 80’, relie le sommet aval 76’ situé radialement le plus vers l’intérieur, à la branche d’extrémité axial 84.
Par conséquent, la languette 74 est ici contrainte radialement entre la branche d’extrémité 80’, et la portion radialement intérieure d’étanchéité 80’’.
Avec cette conception alternative de la languette 74, le procédé l’assemblage de l’ensemble 20 reste identique à celui décrit ci-dessus en référence aux figures 6 à 9.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l’homme du métier à l’invention qui vient d’être décrite uniquement à titre d’exemples non limitatifs, et dans la limite de la portée des revendications annexées. Par exemple, si l’invention a été décrite en application à un distributeur de turbine, elle peut s’appliquer de manière identique ou similaire à un redresseur de compresseur de la turbomachine, quelle que soit la conception de celle-ci.
Claims (10)
- Ensemble (20) de stator de turbomachine d’aéronef, l’ensemble comprenantune virole radialement externe (18) s’étendant autour d’un axe central longitudinal (A1) de l’ensemble, ainsi qu’une couronne de stator (14) comportant une pluralité d’aubes de stator (26) qui se succèdent circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal (A1), la couronne de stator (14) étant entourée par la virole radialement externe (18), l’ensemble étant configuré pour permettre la mise en position de la couronne (14) dans la virole radialement externe (18), par déplacement axial des aubes de stator (26) relativement à la virole radialement externe (18), l’ensemble comprenant également des moyens de fixation de la couronne de stator (14) sur la virole radialement externe (18),
caractérisé en ce que l’ensemble comporte en outre au moins une languette ondulée d’étanchéité (74) contrainte radialement entre la virole radialement externe (18) et la couronne de stator (14), la languette ondulée d’étanchéité (74) présentant des sommets arrondis se succédant axialement ou radialement. - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la languette ondulée (74) présente des sommets arrondis se succédant axialement, parmi lesquels au moins un sommet radialement interne (76) en appui sur la couronne de stator (14), et au moins un sommet radialement externe (78) en appui sur la virole radialement externe (18).
- Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la languette ondulée d’étanchéité (74) présente une branche d’extrémité axiale (84) formant un organe de butée axiale pour la languette, la branche d’extrémité axiale (84) s’étendant sensiblement radialement vis-à-vis de l’axe central longitudinal de l’ensemble (A1).
- Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la branche d’extrémité axiale (84) de la languette (74) présente une partie radialement externe (86) en regard axialement d’une extrémité axiale de la virole radialement externe (18).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte au moins un élément structural (32) fixé sur la virole radialement externe (18) et traversant une aube de stator (26) de la couronne (14), l’élément structural (32) formant un canal radial (36) d’acheminement d’air de ventilation à travers ladite aube (26), et cet élément structural (32) étant de préférence réalisé dans un matériau métallique.
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couronne de stator (14) est réalisée dans un matériau composite à matrice céramique, à partir de plusieurs secteurs de couronne (14a) qui se succèdent circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal (A1), chaque secteur de couronne (14a) comprenant une plateforme radialement externe (22a), une plateforme radialement interne (24a), ainsi qu’une ou plusieurs aubes de stator (26) solidaires des plateformes radialement externe et interne (22a, 24a).
- Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une unique languette ondulée d’étanchéité (74) s’étendant sur 360° ou sur sensiblement 360° en étant fendue, ou en ce qu’il comporte une pluralité de languettes ondulées d’étanchéité (74) qui se succèdent circonférentiellement autour de l’axe central longitudinal (A1).
- Turbine (8, 9) pour turbomachine d’aéronef comprenant au moins un ensemble de stator (20) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 combinée à la revendication 4, caractérisée en ce qu’elle comporte une roue mobile d’aubes (16) agencée en regard axialement de la couronne de stator (14), la roue mobile d’aubes (16) étant entourée d’un anneau de stator (88) portant un revêtement abradable (90) en regard radialement d’une extrémité des aubes de la roue mobile (16), et en ce que la partie radialement externe (86) de la branche d’extrémité axiale (84) de la languette ondulée d’étanchéité (74) est également agencée axialement en regard ou en appui contre une extrémité axiale de l’anneau de stator (88).
- Turbomachine (1) d’aéronef comportant au moins un ensemble (20) de stator selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, ou au moins une turbine (8, 9) selon la revendication 8.
- Procédé d’assemblage d’un ensemble de stator (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes:
- mise en position de la couronne de stator (14) dans la virole radialement externe (18), par déplacement axial des aubes de stator (26) relativement à la virole radialement externe (18);
- fixation de la couronne de stator (14) sur la virole radialement externe (18); et
- mise en compression de la languette ondulée d’étanchéité (74), afin de l’introduire entre la couronne de stator (14) et la virole radialement externe (18).
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