FR2907499A1

FR2907499A1 - Module de stator de distributeur de turbine a haute pression et turbomachine comportant ce module

Info

Publication number: FR2907499A1
Application number: FR0654487A
Authority: FR
Inventors: Sandrine Gandelot; Eric Jacques Lefebvre; Patrick Jean Marc Rosset
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2006-10-24
Publication date: 2008-04-25
Anticipated expiration: 2026-10-24
Also published as: FR2907499B1

Abstract

Module de stator de distributeur de turbine à haute pression d'une turbomachine. Il comprend un carter sous distributeur à haute pression (104), un diffuseur (102) et un anneau support d'abradable (106). Le diffuseur (102) et le carter sous distributeur à haute pression (104) sont réalisés en deux parties séparées.

Description

1 MODULE DE STATOR DE DISTRIBUTEUR DE TURBINE A HAUTE PRESSION ET

TURBOMACHINE COMPORTANT CE MODULE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un module de stator de distributeur de turbine à haute pression d'une turbomachine, notamment d'un turboréacteur d'avion, comprenant un carter sous distributeur à haute pression, un diffuseur et un anneau de support d'abradable.

Le stator sous distributeur à haute pression est un ensemble de pièces assemblées situé en aval et sous la chambre de combustion de la turbomachine. Il a pour fonction principale de maintenir les distributeurs de turbine en position dans la veine aérodynamique sortant de la chambre de combustion. Il a également pour fonction d'apporter de l'air vers les aubes de la turbine à haute pression pour assurer leur refroidissement. Cette fonction est assurée par le diffuseur.

Toutefois, dans les modules de stator actuellement connus, le carter et le diffuseur sont réalisés d'une seule pièce. Il en résulte l'inconvénient qu'il n'est pas possible d'isoler le diffuseur en cas de rebut si le débit d'air qu'il délivre est incorrect. La présente invention a pour objet un module de stator de distributeur de turbine à haute pression qui remédie à ces inconvénients.

2907499 2 Ce but est atteint, conformément à l'invention, par le fait que le diffuseur et le carter sous distributeur à haute pression sont réalisés en deux parties séparées. Par ailleurs, dans les modules de stator actuellement connus, les distributeurs de turbine haute pression sont maintenus par un système souvent complexe, par exemple maintenus radialement par des pions fixés axialement. L'invention a pour objet secondaire de créer une architecture modulaire pour garantir le maintien de la roue de distributeurs de turbine haute pression lors des phases de montage et de démontage tout en conservant les propriétés cinématiques liées à 15 leur fonctionnement. Ce but est atteint par le fait que le carter sous distributeur à haute pression comporte une gorge en U dans laquelle sont insérés les distributeurs de turbine haute pression.

20 De préférence les distributeurs de turbine haute pression sont maintenus par des pions axiaux. Avantageusement, l'anneau de support d'abradable comporte des shunts pour assurer le passage d'air vers un disque labyrinthe de la turbomachine.

25 De préférence encore, le diffuseur et le carter sous distributeur à haute pression sont assemblés par un serrage selon une direction axiale de la turbomachine. Enfin, l'invention concerne une turbomachine comportant un module de stator de 5 10 2907499 3 distributeur de turbine à haute pression conforme à l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la 5 description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif en référence aux figures annexées. Sur ces figures : - la figure 1 est une vue en coupe d'une turbomachine comportant un module de stator conforme à 10 l'art antérieur ; - la figure 2 est une vue en coupe d'une turbomachine comportant un module de stator conforme à la présente invention ; - la figure 3 est une vue en perspective 15 montrant le module de stator conforme à l'invention ; - la figure 4 est une vue de détail montrant la fixation d'un distributeur de turbine haute pression dans une gorge du carter ; - la figure 5 illustre la mise en place des 20 distributeurs de turbine haute pression dans la gorge du carter ; - la figure 6 est une vue de détail du diffuseur. On a représenté sur la figure 1 un module 25 de stator de distributeur de turbine à haute pression conforme à l'art antérieur. Une chambre de combustion 10 est délimitée par une paroi extérieure 12 et par une paroi intérieure 14. La paroi extérieure est fixée sur un carter de chambre extérieur 16 par une bride de 30 chambre extérieure 18 et la paroi intérieure de chambre 14 est fixée sur un carter intérieur 20 par une bride 2907499 4 de chambre intérieure 22. La chambre de combustion 10 débouche sur un distributeur haute pression 24 qui précède le compresseur haute pression 26. Le module de stator de distributeur de turbine 30 comporte un carter 5 32 raccordé à la bride de chambre intérieure 22 et un diffuseur 34. Le diffuseur 34 a pour fonction d'amener de l'air de refroidissement jusqu'aux aubes 36 de la turbine à haute pression 26. A cet effet, comme schématisé par la flèche 40, un flux d'air en 10 provenance de l'espace compris entre la paroi intérieure de chambre 14 et la paroi de carter de chambre 20 vient refroidir les aubes 36. Dans cette réalisation, comme on l'a exposé précédemment, le carter 32 et le diffuseur 34 sont réalisés d'une seule 15 pièce. Le fait que le diffuseur est intégré au carter ne permet pas de l'isoler en cas de rebut si le débit du flux d'air 40 est incorrect. D'autre part les pales du distributeur à haute pression 24 sont fixées par deux types de pion : 20 d'une part des pions radiaux 42 et d'autre part des pions axiaux 44. Lorsque l'on démonte l'anneau de support d'abradable 46, les pions 42 qui maintiennent axialement les distributeurs à haute pression ne les retiennent plus.

25 Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le module 100 de stator de distributeur de l'invention est composé de trois pièces principales : le diffuseur 102, le carter sous diffuseur haute pression 104 et l'anneau de support d'abradable 106. Un 30 disque labyrinthe réalise une étanchéité avec le diffuseur 102 et avec l'anneau support d'abradable 106.

2907499 5 A cet effet des léchettes 110 frottent sur un anneau d'abradable 112 situé sous le diffuseur 102 et des léchettes 114 frottent sous un anneau d'abradable 116 situé sur l'anneau support d'abradable.

5 Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 6 qui représente une vue de détail du diffuseur, le diffuseur 102 comporte une bride de diffuseur 120 dans laquelle sont réalisées des trou de fixation 122. Le diffuseur comporte un canal 124 pour 10 la circulation d'air de refroidissement. A son entrée, ce canal comporte une partie de section rétrécie 126 et à sa sortie comporte des injecteurs 128. Les injecteurs ont pour fonction d'orienter le flux d'air afin de le mettre en rotation avant son contact avec les roues de 15 turbine haute pression. Les aubes de l'injecteur 128 sont percées d'orifices de passage 130 destinés au passage d'un second flux d'air. En effet, comme on peut le voir sur la figure 2, un flux d'air schématisé par la flèche 132 traverse le diffuseur 102, pénètre dans 20 la cavité formée par le diffuseur, le carter sous distributeur haute pression et l'anneau support d'abradable, puis quitte cette cavité par des shunts 134 formés dans la paroi de l'anneau support d'abradable afin de venir refroidir la partie haute du 25 disque labyrinthe. Enfin, un troisième flux d'air schématisé par la flèche 136 alimente en air de refroidissement les distributeurs de turbine haute pression 24. L'anneau support d'abradable 106 est fixé 30 sur le carter sous distributeur haute pression 104 et l'étanchéité des distributeurs haute pression est 2907499 6 assurée par un joint logé dans la cavité supérieure de l'anneau support abradable, le tout maintenu sur le carter par des vis 140. On a représenté sur la figure 4 une vue de détail qui montre la fixation d'un 5 distributeur de turbine à haute pression 24 dans le carter 104. Ce dernier comporte une gorge 142 et le distributeur de turbine haute pression 24 comporte une nervure radiale 144 qui pénètre dans la gorge 142. Des trous traversant 146 sont prévus dans la gorge 142 et 10 des trous correspondant sont prévus dans la nervure radiale 144. Lorsque les trous de la gorge et les trous de la nervure sont en regard les uns des autres, on place des pions 148 afin de retenir le distributeur 24 dans la gorge 146. Le montage des distributeurs de 15 turbine haute pression de gorge 146 du carter permet de limiter axialement leur déplacement. Les arrêts radial et tangentiel sont réalisés par les pions montés avec serrage dans la gorge du carter 104 en traversant la nervure 144 avec du jeu pour conserver les propriétés 20 cinématiques liées à leur fonctionnement. Le montage de la roue de distributeur haute pression se fait de la manière suivante : - le premier distributeur haute pression est glissé dans la gorge 146 du carter 104 et fixé avec 25 ses pions 148 ; on place des languettes d'étanchéité (non représentées) dans le premier distributeur de turbine haute pression et on vient glisser le deuxième distributeur haute pression dans la gorge. On le fixe 30 par des pions 146, de manière similaire au précédent ; 2907499 7 - l'opération est répétée jusqu'au deux tiers de la roue de distributeur de turbine haute pression. Le dernier tiers est assemblé avec ses languettes d'étanchéité mais sans pions 146 pour avoir 5 suffisamment de place pour mettre le dernier distributeur de turbine haute pression ; - les pions 146 du dernier tiers de la roue sont ensuite montés. L'avantage de cette technologie est que 10 l'on accède directement à la chambre de combustion 10 après avoir déposé le carter sous distributeur de haute pression 102 sans risquer de perdre les secteurs de distributeurs haute pression dans des manipulations. Contrairement au dispositif de l'art antérieur, l'accès 15 à la bride de chambre ne nécessite pas le démontage du diffuseur et donc un gain de masse dans les manipulations de montage et démontage. Le diffuseur 102 peut être réalisé de diverses manières. Il peut être réalisé en fonderie ou 20 en mécano-assemblé. Lorsque l'on utilise la fonderie il est possible de contrôler le débit du diffuseur en amont de la gamme de fabrication. Cela permet de réduire les surcoûts de production en éliminant les diffuseurs 25 défectueux avant l'usinage. Dans le cas d'une fabrication en mécano-assemblé par soudure et brasure ou soudure ou brasure, il est possible de réaliser la partie injecteur du diffuseur et de la tester avant d'assembler 30 l'intégralité du diffuseur. La partie bride du diffuseur peut être réalisée à partir d'un anneau. Les

Claims

REVENDICATIONS

1. Module de stator de distributeur de turbine à haute pression d'une turbomachine, notamment un turboréacteur d'avion, comprenant un carter sous distributeur à haute pression (104), un diffuseur (102) et un anneau support d'abradable (106), caractérisé en ce que le diffuseur (102) et le carter sous distributeur à haute pression (104) sont réalisés en deux parties séparées.

2. Module selon la revendication 1, caractérisé en ce que le carter sous distributeur à haute pression (104) comporte une gorge en U (146) dans laquelle sont insérés les distributeur de turbine à haute pression (24)

3. Module selon la revendication 2, caractérisé en ce que les distributeurs de la turbine haute pression sont maintenus par des pions axiaux (148).

4. Module selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anneau de support d'abradable (106) comporte de shunts (136) pour assurer le passage d'air vers un disque labyrinthe de la turbomachine.

5. Module selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le diffuseur (102) et le carter sous distributeur à haute pression (104) sont assemblés par un serrage selon une direction axiale de la turbomachine.

6. Distributeur de turbine comportant un module de stator selon l'une des revendications 1 à 5 30 2907499 10

7. Turbomachine comportant un module de stator selon l'une des revendications 1 à 5.