FR2949809A1

FR2949809A1 - Ring for gas turbine e.g. low pressure gas turbine, of turbine engine of aircraft, has upstream throat receiving curvilinear upstream hook, and downstream throat receiving curvilinear downstream hook turned toward downstream of device

Info

Publication number: FR2949809A1
Application number: FR0956048A
Authority: FR
Inventors: Christophe Olivier Moraines; Frederic Philippe Jean Jacques Pardo
Original assignee: Turbomeca SA
Current assignee: Safran Helicopter Engines SAS
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2011-03-11
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: FR2949809B1

Abstract

The ring has an upstream throat (8) for receiving a curvilinear upstream hook (12), and a downstream throat (10) for receiving a curvilinear downstream hook (13) that is turned toward downstream of a support device (11), where the curvilinear upstream hook is turned toward upstream of the support device. The upstream throat is provided with a contact surface that is in contact with the curvilinear upstream hook. An upstream joint ensures sealing of gases between the ring and the curvilinear upstream hook, and is a braid type joint made of refractory material.

Description

Anneau de turbine, turbine avec un tel anneau et turbomoteur avec une telle turbine Turbine ring, turbine with such ring and turbine engine with such a turbine

L'invention concerne le domaine des turbines à gaz et plus précisément des anneaux de turbines et de leurs dispositifs de support. The invention relates to the field of gas turbines and more precisely turbine rings and their support devices.

Un turbomoteur pour un aéronef tel qu'un avion ou un hélicoptère comprend généralement, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseurs, par exemple un compresseur basse pression et un compresseur haute pression, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbines, par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression, et une tuyère d'échappement des gaz. A chaque compresseur peut correspondre une turbine, les deux étant reliés par un arbre, formant ainsi, par exemple, un corps haute pression et un corps basse pression; dans une configuration différente, le turbomoteur peut comprendre une première turbine reliée à un compresseur et une seconde turbine dite libre, qui est reliée à un arbre entraînant par exemple un rotor d'un hélicoptère (la première turbine, reliée au compresseur, est alors généralement dénommée turbine haute pression). A turbine engine for an aircraft such as an airplane or a helicopter generally comprises, upstream to downstream in the direction of the flow of gases, a blower, one or more stages of compressors, for example a low pressure compressor and a compressor. high pressure, a combustion chamber, one or more stages of turbines, for example a high pressure turbine and a low pressure turbine, and a gas exhaust nozzle. Each compressor may correspond to a turbine, both being connected by a shaft, thus forming, for example, a high pressure body and a low pressure body; in a different configuration, the turbine engine may comprise a first turbine connected to a compressor and a second so-called free turbine, which is connected to a shaft driving for example a rotor of a helicopter (the first turbine, connected to the compressor, is then generally called high pressure turbine).

Dans la suite, on désignera l'expression "haute pression" par l'acronyme "HP" et l'expression "basse pression" par l'acronyme "BP". In the following, we will designate the expression "high pressure" by the acronym "HP" and the expression "low pressure" by the acronym "BP".

La turbine HP est située à la sortie de la chambre de combustion. Elle comporte un ou plusieurs étages d'aubes, chaque étage comportant généralement, de manière connue, une roue d'aubes fixes appelée distributeur HP et une roue d'aubes mobiles. La roue d'aubes mobiles est entraînée en rotation autour de l'axe du turbomoteur par le flux de gaz en sortie de la chambre de combustion et est solidaire en rotation de l'arbre HP du turbomoteur, lui-même solidaire des roues d'aubes mobiles du compresseur HP. La veine de gaz au niveau de la roue d'aubes mobiles de la turbine HP est délimitée, du côté externe, par un carter sous forme d'anneau, s'étendant à la périphérie des aubes mobiles et classiquement désigné par l'expression "anneau de turbine"; cet anneau peut être monobloc ou découpé en secteurs d'anneau; dans la suite, sauf si cela est précisé, le terme "anneau" couvrira ces deux possibilités, c'est-à-dire soit un anneau monobloc soit un anneau découpé en secteurs d'anneau. L'anneau est supporté par une pièce dénommée support d'anneau et reliée à la structure fixe du turbomoteur. The HP turbine is located at the exit of the combustion chamber. It comprises one or more stages of blades, each stage generally comprising, in known manner, a fixed blade wheel called HP distributor and a blade of mobile blades. The rotor wheel is driven in rotation about the axis of the turbine engine by the gas flow at the outlet of the combustion chamber and is integral in rotation with the HP shaft of the turbine engine, itself secured to the wheels of the engine. blades of the HP compressor. The gas stream at the turbine blade wheel of the HP turbine is delimited, on the external side, by a ring-shaped casing, extending at the periphery of the blades and conventionally designated by the expression " turbine ring "; this ring can be monoblock or cut into ring sectors; in the following, unless specified, the term "ring" will cover these two possibilities, that is to say either a one-piece ring or a ring cut into ring sectors. The ring is supported by a part called ring support and connected to the fixed structure of the turbine engine.

Pour permettre aux aubes mobiles de tourner, un jeu est ménagé entre les extrémités radiales des aubes mobiles et l'anneau fixe de turbine, qui s'étend en vis-à-vis des extrémités radiales des aubes. Plus ce jeu est grand, moins l'efficacité (ou encore rendement) de la turbine HP et donc du turbomoteur est bonne, puisqu'une partie du flux de gaz en sortie de la chambre de combustion s'écoule dans ce jeu sans participer à l'entraînement en rotation de la roue d'aubes mobiles de la turbine. To allow the rotating blades to rotate, a clearance is formed between the radial ends of the blades and the fixed turbine ring, which extends vis-à-vis the radial ends of the blades. The larger the game, the lower the efficiency (or efficiency) of the HP turbine and therefore of the turbine engine, since part of the gas flow at the outlet of the combustion chamber flows in this game without participating in driving in rotation of the turbine blade wheel.

La zone de la turbine HP est sujette à des sollicitations thermiques importantes, notamment en raison de sa position en aval de la chambre de combustion. Les pièces de cette zone sont soumises à au moins quatre sollicitations thermiques distinctes: - une convection thermique d'un flux de gaz de refroidissement en provenance du compresseur; - une conduction thermique résultant des transferts de chaleur, à partir de la veine de gaz, au travers des pièces en contact les unes avec les autres; - un rayonnement thermique en provenance des parties chaudes du turbomoteur et en particulier de la chambre de combustion et de la veine de gaz au niveau de la turbine HP et - une convection thermique importante du flux de gaz de la veine, qui peut être aggravée lorsqu'une partie du flux s'échappe de la veine et s'infiltre au niveau de la liaison entre l'anneau de turbine et sa pièce de support du côté externe de l'anneau (on parle alors de ré-ingestion de gaz de veine ou bypass, qui provoque une perturbation thermique de l'anneau de turbine ainsi qu'une perte de rendement du moteur, puisqu'une partie des gaz de l'écoulement principal ne suit pas son trajet normal mais celui du bypass). The area of the HP turbine is subject to significant thermal stresses, particularly because of its position downstream of the combustion chamber. The parts of this zone are subjected to at least four distinct thermal stresses: a thermal convection of a flow of cooling gas coming from the compressor; a thermal conduction resulting from the heat transfers, from the gas stream, through the parts in contact with each other; a thermal radiation from the hot parts of the turbine engine and in particular the combustion chamber and the gas vein at the HP turbine; and a significant thermal convection of the gas flow of the vein, which can be aggravated when a part of the flow escapes from the vein and infiltrates at the level of the connection between the turbine ring and its support piece on the external side of the ring (this is called re-ingestion of vein gas or bypass, which causes a thermal disturbance of the turbine ring and a loss of efficiency of the engine, since a portion of the main flow of gas does not follow its normal path but that of the bypass).

Ces sollicitations thermiques diverses entraînent des dilatations différentielles û entre les différentes pièces impliquées û et des gradients de températures au sein des pièces statiques qui sont difficiles à maîtriser. En particulier, les effets liés à la convection thermique due aux ré-ingestions de gaz hors de la veine sont complexes à modéliser. Ce phénomène est d'autant plus important que l'évolution des puissances des moteurs associée à un objectif de réduction de la consommation en carburant engendre une augmentation des températures des gaz en sortie de chambre de combustion des turbomoteurs actuels. These various thermal stresses cause differential expansions - between the various parts involved - and temperature gradients within the static parts that are difficult to control. In particular, the effects related to thermal convection due to re-ingestions of gas out of the vein are complex to model. This phenomenon is all the more important as the evolution of engine power associated with a goal of reducing fuel consumption causes an increase in the gas temperatures at the combustion chamber outlet of the current turbine engines.

On a proposé de piloter le jeu entre les sommets d'aubes et l'anneau de turbine par différents moyens. Dans le document EP 1,475,516 par exemple, on a proposé un carter structural (sur lequel est fixée la pièce de support de l'anneau) présentant une certaine élasticité, sa forme dépendant ainsi des pressions auxquelles il est soumis aux différents régimes du moteur, ce qui permet d'adapter le jeu au niveau des sommets d'aubes. It has been proposed to control the clearance between the blade tips and the turbine ring by various means. In the document EP 1,475,516, for example, a structural casing (on which the support piece of the ring is attached) has been proposed having a certain elasticity, its shape thus depending on the pressures to which it is subjected to the different speeds of the motor. which makes it possible to adapt the game to the level of the blade tips.

La présente invention vise à proposer un anneau de turbine permettant un meilleur pilotage des jeux en sommets d'aubes de turbine et une meilleure robustesse des pièces en vieillissement pour garantir la stabilité des caractéristiques de la veine de gaz dans le temps. The present invention aims to provide a turbine ring for better control of turbine blade tip sets and improved robustness of aging parts to ensure the stability of the characteristics of the gas stream over time.

A cet effet, l'invention concerne un anneau de turbine à gaz destiné à envelopper des aubes mobiles de la turbine entraînées par un flux de gaz s'écoulant de l'amont vers l'aval, l'anneau étant destiné à être supporté par un dispositif de support de la turbine, l'anneau comportant une gorge amont, ouverte vers l'aval, destinée à recevoir au moins un crochet amont, tourné vers l'amont, du dispositif de support, et une gorge aval, ouverte vers l'amont, destinée à recevoir au moins un crochet aval, tourné vers l'aval, du dispositif de support. For this purpose, the invention relates to a gas turbine ring intended to envelop moving blades of the turbine driven by a flow of gas flowing from upstream to downstream, the ring being intended to be supported by a device for supporting the turbine, the ring comprising an upstream downstream groove, intended to receive at least one upstream upstream hook of the support device, and a downstream groove, open towards the Upstream, intended to receive at least one downstream hook, facing downstream, of the support device.

Grâce à l'invention, les crochets du dispositif de support peuvent chacun être logés dans une gorge de l'anneau et donc être protégés du flux de gaz par l'anneau lui-même, ce qui garantit qu'ils conservent une forme constante quel que soit le régime de la turbine puisqu'ils sont moins impactés par les variations thermiques occasionnées. En garantissant ainsi l'intégrité des crochets, le pilotage des jeux entre les sommets d'aubes et l'anneau est facilité et donc amélioré, puisqu'on en maîtrise mieux l'évolution et l'intégrité dans le temps. Thanks to the invention, the hooks of the support device can each be housed in a groove of the ring and thus be protected from the gas flow by the ring itself, which ensures that they retain a constant shape that is the regime of the turbine since they are less impacted by the thermal variations caused. By thus guaranteeing the integrity of the hooks, the control of the games between the tops of the blades and the ring is facilitated and therefore improved, since we better control the evolution and integrity over time.

Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comporte, en amont du crochet amont, des moyens (par exemple des orifices) d'injection de gaz de refroidissement pour refroidir le crochet amont. L'intégrité thermique du crochet amont est ainsi d'autant mieux assurée, ce qui permet de plus d'optimiser les régimes thermiques transitoires. According to an advantageous embodiment, the device comprises, upstream of the upstream hook, means (for example, orifices) for injecting cooling gas to cool the upstream hook. The thermal integrity of the upstream hook is thus all the more easily ensured, which also makes it possible to optimize the transient thermal regimes.

Selon une forme de réalisation avantageuse dans ce cas, les gaz de refroidissement sont à une pression supérieure ou égale à la pression des gaz du flux de gaz du côté amont des aubes mobiles de la turbine. Ainsi, les gaz de refroidissement remplissent également une fonction de barrière à une éventuelle ré-ingestion des gaz du flux de gaz par le côté amont de l'anneau. Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comporte, en aval du crochet aval, des moyens (par exemple des orifices) d'ingestion de gaz de refroidissement pour refroidir le crochet aval. L'intégrité thermique du crochet aval est ainsi d'autant mieux assurée, ce qui permet de plus d'optimiser les régimes thermiques transitoires. Selon une forme de réalisation avantageuse dans ce cas, les gaz de refroidissement sont à une pression supérieure ou égale à la pression des gaz du flux de gaz du côté aval des aubes mobiles de la turbine. Ainsi, les gaz de refroidissement remplissent également une fonction de barrière à une éventuelle ré-ingestion des gaz du flux de gaz par le côté aval de l'anneau. Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif est agencé pour former entre les deux crochets une cavité pressurisée alimentée en gaz de refroidissement. Les crochets sont ainsi d'autant mieux protégés que la cavité les protège du flux de gaz de la turbine. En particulier, la pression de la cavité pressurisée est supérieure ou égale à la pression du flux de gaz du côté amont des aubes mobiles de turbine, ce qui évite une ré-ingestion de gaz en provenance du flux de gaz. La formation d'une telle cavité pressurisée est autorisée par la forme particulière de l'anneau; elle est améliorée par la présence d'éventuels moyens d'étanchéité tels que ceux présentés ci-dessous. Selon une forme de réalisation avantageuse, la gorge amont de l'anneau présente une surface de contact avec le crochet amont de forme curviligne (en coupe axiale, s'agissant de l'axe de l'anneau qui est l'axe du turbomoteur). Selon une forme de réalisation avantageuse, la gorge aval de l'anneau présente une surface de contact avec le crochet aval de forme curviligne (en coupe axiale, s'agissant de l'axe de l'anneau qui est l'axe du turbomoteur). Selon une forme de réalisation avantageuse, l'anneau comporte au moins un joint amont agencé pour assurer l'étanchéité aux gaz entre l'anneau et le crochet amont, le joint amont étant logé dans la gorge amont de l'anneau. Un tel joint permet d'améliorer l'étanchéité aux gaz du dispositif, ce qui est particulièrement avantageux dans le cas où une cavité pressurisée est formée entre les crochets amont et aval et/ou dans le cas où des gaz de refroidissement amont sont destinés à former une barrière aux gaz du flux de gaz de la turbine en amont du crochet amont. Un tel joint peut par ailleurs participer au maintien de l'anneau en position axiale et radiale. According to an advantageous embodiment in this case, the cooling gases are at a pressure greater than or equal to the gas pressure of the gas flow on the upstream side of the blades of the turbine. Thus, the cooling gases also fulfill a barrier function to a possible re-ingestion of the gases of the gas flow by the upstream side of the ring. According to an advantageous embodiment, the device comprises, downstream of the downstream hook, means (for example, orifices) for ingesting cooling gas to cool the downstream hook. The thermal integrity of the downstream hook is thus all the more easily ensured, which also makes it possible to optimize the transient thermal regimes. According to an advantageous embodiment in this case, the cooling gases are at a pressure greater than or equal to the gas pressure of the gas stream on the downstream side of the blades of the turbine. Thus, the cooling gases also fulfill a barrier function to a possible re-ingestion of the gases of the gas flow by the downstream side of the ring. According to an advantageous embodiment, the device is arranged to form between the two hooks a pressurized cavity supplied with cooling gas. The hooks are thus all the better protected as the cavity protects them from the gas flow of the turbine. In particular, the pressure of the pressurized cavity is greater than or equal to the pressure of the gas flow on the upstream side of the turbine blades, which avoids a re-ingestion of gas from the gas flow. The formation of such a pressurized cavity is allowed by the particular shape of the ring; it is improved by the presence of possible sealing means such as those presented below. According to an advantageous embodiment, the upstream groove of the ring has a contact surface with the curvilinear upstream hook (in axial section, with regard to the axis of the ring which is the axis of the turbine engine) . According to an advantageous embodiment, the downstream groove of the ring has a contact surface with the curvilinear downstream hook (in axial section, as regards the axis of the ring which is the axis of the turbine engine) . According to an advantageous embodiment, the ring comprises at least one upstream gasket arranged to ensure gastightness between the ring and the upstream hook, the upstream gasket being housed in the upstream groove of the ring. Such a seal makes it possible to improve the gas-tightness of the device, which is particularly advantageous in the case where a pressurized cavity is formed between the upstream and downstream hooks and / or in the case where upstream cooling gases are intended for forming a gas barrier of the gas flow of the turbine upstream of the upstream hook. Such a seal may also participate in maintaining the ring in axial and radial position.

Selon une forme de réalisation avantageuse, l'anneau comporte au moins un joint aval agencé pour assurer l'étanchéité aux gaz entre l'anneau et le crochet aval, le joint aval étant logé dans la gorge aval de l'anneau. Un tel joint aval procure les mêmes avantages qu'un joint amont, du côté aval. According to an advantageous embodiment, the ring comprises at least one downstream gasket arranged to seal the gas between the ring and the downstream hook, the downstream seal being housed in the downstream groove of the ring. Such a downstream seal provides the same advantages as an upstream seal, on the downstream side.

Selon une forme de réalisation préférée, le joint amont et/ou le joint aval est un joint du type joint tresse en matériau réfractaire. Un tel joint améliore encore l'efficacité de l'étanchéité tout en participant avantageusement au maintien de l'anneau en position axiale et radiale. According to a preferred embodiment, the upstream gasket and / or the downstream gasket is a gasket-type gasket of refractory material. Such a seal further improves the effectiveness of the seal while participating advantageously in maintaining the ring in axial and radial position.

Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comporte, du côté amont de l'anneau, un joint périphérique d'étanchéité aux gaz s'écoulant du côté externe d'un carter d'un distributeur de la turbine s'étendant en amont des aubes mobiles. According to an advantageous embodiment, the device comprises, on the upstream side of the ring, a peripheral sealing gas seal flowing on the outer side of a casing of a turbine distributor extending upstream of the moving blades.

Selon une forme de réalisation avantageuse, le dispositif comporte une 25 pièce de support amont comportant le crochet amont et une pièce de support aval comportant le crochet aval. According to an advantageous embodiment, the device comprises an upstream support piece comprising the upstream hook and a downstream support piece comprising the downstream hook.

Selon une forme de réalisation particulière dans ce cas, les pièces de support amont et aval sont monoblocs et annulaires et l'anneau est sectorisé en au 30 moins deux secteurs d'anneau. According to a particular embodiment in this case, the upstream and downstream support pieces are monobloc and annular and the ring is sectored in at least two ring sectors.

De préférence dans ce cas, les pièces de support amont et aval sont agencées pour être montées avec l'anneau par coulissement des pièces de support l'une sur l'autre et par frettage, ce qui garantit le positionnement axial et radial de 35 l'anneau. Ce montage est facilité par la présence de joints amont et aval tels que ceux présentés ci-dessus, ces joints pouvant participer au maintien en position radiale et axiale de l'anneau sur son support. Preferably in this case, the upstream and downstream support pieces are arranged to be mounted with the ring by sliding the support pieces over each other and by hooping, which guarantees the axial and radial positioning of 35 lbs. 'ring. This assembly is facilitated by the presence of upstream and downstream seals such as those presented above, these seals being able to participate in keeping the radial and axial position of the ring on its support.

De préférence toujours, au moins une plaquette d'étanchéité est agencée pour être disposée à l'interface entre des surfaces en contact de deux secteurs d'anneau successifs, dans une gorge prévue à cet effet. Selon une forme de réalisation particulière, cette plaquette est agencée pour autoriser une fuite de gaz de refroidissement depuis une cavité pressurisée formée entre les crochets vers le flux de gaz; une telle fuite évite une circulation de gaz dans le sens inverse (c'est-à-dire une fuite de gaz hors du flux de gaz de la turbine) et permet la purge des gaz de refroidissement. Preferably always, at least one sealing plate is arranged to be disposed at the interface between surfaces in contact with two successive ring sectors, in a groove provided for this purpose. According to a particular embodiment, this plate is arranged to allow leakage of cooling gas from a pressurized cavity formed between the hooks to the gas flow; such a leak avoids a flow of gas in the opposite direction (that is to say a leakage of gas out of the gas flow of the turbine) and allows the purge of the cooling gases.

Selon une autre forme de réalisation particulière, l'anneau est monobloc et annulaire, la pièce de support aval est monobloc et annulaire et la pièce de support amont est sectorisée en au moins deux secteurs de pièce de support. According to another particular embodiment, the ring is monobloc and annular, the downstream support piece is monobloc and annular and the upstream support piece is sectorized in at least two support part sectors.

Selon une forme de réalisation particulière dans ce cas, le diamètre radial minimal du crochet aval est supérieur au diamètre radial minimal du crochet amont. Une telle différence de diamètre facilite le montage des différents éléments entre eux. According to a particular embodiment in this case, the minimum radial diameter of the downstream hook is greater than the minimum radial diameter of the upstream hook. Such a difference in diameter facilitates the assembly of the different elements together.

L'invention concerne encore un dispositif de support de l'anneau de turbine à gaz présenté ci-dessus, l'anneau étant destiné à envelopper des aubes mobiles de la turbine entraînées par un flux de gaz s'écoulant de l'amont vers l'aval, le dispositif comportant au moins un crochet amont, tourné vers l'amont, destiné à être logé dans une gorge amont de l'anneau, ouverte vers l'aval, et au moins un crochet aval, tourné vers l'aval, destiné à être logé dans une gorge aval de l'anneau, ouverte vers l'amont. L'invention concerne encore une turbine comportant l'anneau présenté ci-dessus. L'invention concerne encore un turbomoteur (ou un turboréacteur) comportant une telle turbine. The invention also relates to a device for supporting the gas turbine ring presented above, the ring being intended to envelop moving blades of the turbine driven by a flow of gas flowing from upstream to the downstream, the device comprising at least one upstream upstream hook, intended to be housed in an upstream groove of the ring, open downstream, and at least one downstream hook, facing downstream, intended to be housed in a downstream groove of the ring, open upstream. The invention also relates to a turbine comprising the ring presented above. The invention also relates to a turbine engine (or a turbojet engine) comprising such a turbine.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante de la 35 forme de réalisation préférée de l'invention, en référence aux planches de dessins annexées, sur lesquelles:30 - la figure 1 représente une vue schématique en coupe axiale d'un anneau de turbine et de son dispositif de support conformément à une première forme de réalisation préférée de l'invention; - la figure 2 représente une vue schématique détaillée de l'anneau et du dispositif de support de la figure 1, avec représentation des flux de gaz de refroidissement; - la figure 3 représente une vue schématique en coupe axiale d'un anneau de turbine et de son dispositif de support conformément à une deuxième forme de réalisation préférée de l'invention; - les figures 4a à 4c sont des représentations schématiques des différentes étapes de montage de l'anneau et du dispositif de support de la figure 3. The invention will be better understood with the aid of the following description of the preferred embodiment of the invention, with reference to the accompanying drawing plates, in which: FIG. 1 is a diagrammatic view in axial section of FIG. a turbine ring and its support device according to a first preferred embodiment of the invention; FIG. 2 represents a detailed schematic view of the ring and the support device of FIG. 1, with representation of the cooling gas flows; FIG. 3 represents a diagrammatic view in axial section of a turbine ring and its support device according to a second preferred embodiment of the invention; FIGS. 4a to 4c are diagrammatic representations of the various steps of mounting the ring and the support device of FIG. 3.

En référence à la figure 1, un turbomoteur, par exemple destiné à être utilisé sur un avion ou un hélicoptère, comporte, d'amont en aval dans le sens de l'écoulement des gaz, une soufflante, un compresseur BP, un compresseur HP, une chambre de combustion, une turbine HP 1, une turbine BP et une tuyère d'échappement des gaz. La turbine BP est reliée au compresseur BP par un arbre BP, formant un corps BP, tandis que la turbine HP est reliée au compresseur HP par un arbre HP, formant un corps HP. With reference to FIG. 1, a turbine engine, for example intended to be used on an airplane or a helicopter, comprises, upstream to downstream in the direction of the flow of gases, a fan, a compressor BP, an HP compressor , a combustion chamber, an HP turbine 1, a LP turbine and a gas exhaust nozzle. The LP turbine is connected to the LP compressor by a BP shaft, forming a BP body, while the HP turbine is connected to the HP compressor by an HP shaft, forming an HP body.

L'invention va être présentée, dans ses formes de réalisations des figures 1 et 2 d'une part, 3 à 4c d'autre part, en relation avec la turbine HP 1 d'un turbomoteur du type de celui présenté ci-dessus. Bien entendu, l'invention s'applique à toute turbine soumise à des contraintes thermiques, en particulier à une turbine d'un turbomoteur d'hélicoptère comportant une turbine HP reliée à un compresseur HP et une turbine libre reliée à un arbre entraînant un rotor de l'hélicoptère (l'invention s'appliquant alors de préférence à la turbine HP mais également à la turbine libre). L'invention peut s'appliquer à d'autres types de turbines. The invention will be presented, in its embodiments of Figures 1 and 2 on the one hand, 3 to 4c on the other hand, in relation to the HP turbine 1 of a turbine engine of the type presented above. Of course, the invention applies to any turbine subjected to thermal stresses, in particular to a turbine of a helicopter turbine engine comprising an HP turbine connected to an HP compressor and a free turbine connected to a shaft driving a rotor of the helicopter (the invention then preferably applying to the HP turbine but also to the free turbine). The invention can be applied to other types of turbines.

La turbine HP 1 comporte une roue d'aubes fixes 2, dénommée distributeur HP, et une roue d'aubes mobiles 3 entraînées en rotation par un flux de gaz G qui s'écoule, depuis l'amont vers l'aval, en provenance de la chambre de combustion. Les aubes mobiles 3 tournent autour d'un axe A qui est l'axe du turbomoteur. The HP turbine 1 comprises a stationary blade wheel 2, called the HP distributor, and a rotor wheel 3 driven in rotation by a flow of gas G flowing from upstream to downstream, from of the combustion chamber. The blades 3 rotate around an axis A which is the axis of the turbine engine.

On définit les notions d'interne (ou intérieur) et d'externe (ou extérieur) par rapport à l'axe A du turbomoteur, étant entendu qu'est situé ou orienté du côté interne (ou intérieur) ce qui est situé ou orienté vers l'axe A du turbomoteur. On définit par ailleurs les notions de radial et longitudinal par rapport à l'axe A du turbomoteur et les notions d'amont et d'aval par rapport au sens d'écoulement des gaz. We define the notions of internal (or internal) and external (or external) with respect to the axis A of the turbine engine, being understood that is located or oriented on the inner side (or inside) which is located or oriented towards the axis A of the turbine engine. Furthermore, the concepts of radial and longitudinal with respect to the axis A of the turbine engine and the concepts of upstream and downstream with respect to the direction of flow of the gases are defined.

De manière connue, la veine de gaz au niveau de la turbine HP 1 est délimitée, du côté externe, par un carter annulaire 4 (classiquement dénommé "méridienne externe" par l'homme du métier) sur lequel sont fixées les aubes fixes 2 du distributeur et par un anneau 5, dénommé anneau de turbine 5, qui est monté en aval du carter 4 et forme un carter enveloppant les aubes mobiles 3. In known manner, the gas stream at the HP turbine 1 is delimited, on the external side, by an annular casing 4 (conventionally called "external meridian" by the skilled person) on which are fixed the blades 2 of the distributor and by a ring 5, called turbine ring 5, which is mounted downstream of the casing 4 and forms a casing enveloping the blades 3.

L'anneau de turbine 5 est de forme globale annulaire sur toute sa périphérie, c'est-à-dire sur 360°. Dans la forme de réalisation des figures 1 et 2, il est découpé en une pluralité de secteurs d'anneau 5 (en l'espèce une dizaine de secteurs) qui, juxtaposés bout à bout, forment l'anneau 5 dans sa globalité; on parle d'anneau 5 sectorisé. The turbine ring 5 is annular overall shape over its entire periphery, that is to say 360 °. In the embodiment of Figures 1 and 2, it is cut into a plurality of ring sectors 5 (in this case about ten sectors) which, juxtaposed end to end, form the ring 5 in its entirety; we are talking about a sectorized ring.

Dans la suite de la description de la forme de réalisation des figures 1 et 2, la forme d'un secteur d'anneau 5 est décrite, étant entendu que l'anneau 5 est axisymétrique (c'est une pièce de révolution); par souci de simplification de l'exposé, on confond donc les notions d'anneau 5 et de secteur d'anneau 5. Autrement dit, les caractéristiques présentées pour la structure de l'anneau s'appliquent à un anneau monobloc ou encore à un anneau sectorisé en secteurs d'anneau, étant entendu qu'un secteur d'anneau n'est finalement qu'une portion de l'anneau, présentant la même forme que l'anneau global, mais de manière sectorisée, c'est-à-dire suivant une étendue circonférentielle moins importante. In the following description of the embodiment of Figures 1 and 2, the shape of a ring sector 5 is described, it being understood that the ring 5 is axisymmetric (it is a piece of revolution); for the sake of simplification of the presentation, the concepts of ring 5 and ring sector 5 are therefore confused. In other words, the characteristics presented for the structure of the ring apply to a monoblock ring or to a ring Ring segmented into ring sectors, it being understood that a ring sector is finally only a portion of the ring, having the same shape as the global ring, but in a sectored manner, that is to say say in a smaller circumferential extent.

L'anneau 5 comporte une paroi interne 6 définissant la limite externe de la veine de gaz; les sommets radiaux des aubes 3 s'étendent à une distance e de cette paroi 6, cette distance correspondant au jeu e entre les sommets d'aubes 3 et l'anneau 4, que l'on souhaite pouvoir piloter au mieux et maîtriser dans le temps. L'anneau 5 comporte par ailleurs un rebord amont 7 définissant une gorge amont 8 et un rebord aval 9 définissant une gorge aval 10. The ring 5 has an inner wall 6 defining the outer limit of the gas stream; the radial peaks of the blades 3 extend at a distance e from this wall 6, this distance corresponding to the clearance e between the blade tips 3 and the ring 4, which it is desired to be able to control at best and to control in the time. The ring 5 further includes an upstream flange 7 defining an upstream groove 8 and a downstream flange 9 defining a downstream groove 10.

La gorge amont 8 est ouverte vers l'aval; à cet effet, le rebord amont 7 comporte une paroi radiale 7a s'étendant vers l'extérieur à partir de la paroi interne 6 de l'anneau 5 et une paroi longitudinale 7b s'étendant vers l'aval à partir de l'extrémité externe de la paroi radiale 7a (en l'espèce perpendiculairement à elle). The upstream groove 8 is open downstream; for this purpose, the upstream flange 7 comprises a radial wall 7a extending outwardly from the inner wall 6 of the ring 5 and a longitudinal wall 7b extending downstream from the end external of the radial wall 7a (in this case perpendicular to it).

La gorge aval 10 est ouverte vers l'amont; à cet effet, le rebord aval 9 comporte une paroi radiale 9a s'étendant vers l'extérieur à partir de la paroi interne 6 de l'anneau 5 et une paroi longitudinale 9b s'étendant vers l'amont à partir de l'extrémité externe de la paroi radiale 9a (en l'espèce perpendiculairement à elle). The downstream groove 10 is open upstream; for this purpose, the downstream flange 9 comprises a radial wall 9a extending outwardly from the inner wall 6 of the ring 5 and a longitudinal wall 9b extending upstream from the end external of the radial wall 9a (in this case perpendicular to it).

Le turbomoteur comporte un dispositif 11 de support de l'anneau 5. Ce dispositif 11 comporte un crochet amont 12, tourné vers l'amont, logé dans la gorge amont 8 de l'anneau 5 et un crochet aval 13, tourné vers l'aval, logé dans la gorge aval 10 de l'anneau 5; l'anneau 5 est ainsi supporté et maintenu en position par les crochets 12, 13. The turbine engine comprises a device 11 for supporting the ring 5. This device 11 comprises an upstream upstream hook 12, housed in the upstream groove 8 of the ring 5 and a downstream hook 13, turned towards the downstream, housed in the downstream groove 10 of the ring 5; the ring 5 is thus supported and held in position by the hooks 12, 13.

Plus précisément, les crochets 12, 13 sont de forme annulaire et, dans la 20 forme de réalisation des figures 1 et 2, monoblocs sur toute la périphérie de l'anneau 5 (c'est-à-dire sur la périphérie de l'ensemble des secteurs d'anneau 5). More precisely, the hooks 12, 13 are of annular shape and, in the embodiment of FIGS. 1 and 2, monoblocks all around the periphery of the ring 5 (that is to say on the periphery of the ring). set of ring sectors 5).

Dans la forme de réalisation présentée, les crochets 12, 13 sont axisymétriques. Alternativement, les crochets 12, 13 peuvent être ajourés et/ou 25 comporter une pluralité de crochets discrets répartis circonférentiellement. In the embodiment shown, the hooks 12, 13 are axisymmetric. Alternatively, the hooks 12, 13 may be perforated and / or comprise a plurality of discrete hooks distributed circumferentially.

Le crochet amont 12 est supporté par une pièce de support amont 14, de forme globalement cylindrique longitudinale (selon l'axe A du turbomoteur), qui est reliée à la structure fixe du turbomoteur de manière non représentée (par 30 exemple au moyen d'une bride de fixation vissée à une bride complémentaire de la structure fixe). Le crochet 12 comporte une paroi radiale 12a s'étendant vers l'intérieur à partir de la pièce de support amont 14 et une paroi longitudinale 12b s'étendant vers l'amont à partir de l'extrémité interne de la paroi radiale 12a (en l'espèce perpendiculairement à elle). 35 Le crochet aval 13 est supporté par une pièce de support aval 15, de forme globalement cylindrique longitudinale (selon l'axe A du turbomoteur), qui est reliée à la structure fixe du turbomoteur de manière non représentée (par exemple au moyen d'une bride de fixation vissée à une bride complémentaire de la structure fixe). Le crochet 13 comporte une paroi radiale 13a s'étendant vers l'intérieur à partir de la pièce de support aval 15 et une paroi longitudinale 13b s'étendant vers l'aval à partir de l'extrémité interne de la paroi radiale 13a (en l'espèce perpendiculairement à elle). The upstream hook 12 is supported by an upstream support piece 14 of generally cylindrical longitudinal shape (along the axis A of the turbine engine), which is connected to the fixed structure of the turbine engine in a manner not shown (for example by means of FIG. a fastening flange screwed to a flange complementary to the fixed structure). The hook 12 has a radial wall 12a extending inwardly from the upstream support piece 14 and a longitudinal wall 12b extending upstream from the inner end of the radial wall 12a (in the species perpendicular to it). The downstream hook 13 is supported by a downstream support piece 15 of generally cylindrical longitudinal shape (along the axis A of the turbine engine), which is connected to the fixed structure of the turbine engine in a manner not shown (for example by means of FIG. a fastening flange screwed to a flange complementary to the fixed structure). The hook 13 has a radial wall 13a extending inwardly from the downstream support piece 15 and a longitudinal wall 13b extending downstream from the inner end of the radial wall 13a (in FIG. the species perpendicular to it).

Les crochets amont 12 et aval 13 sont respectivement logés dans les gorges amont 8 et aval 10 de l'anneau 5 pour le maintenir en position et sont ainsi thermiquement protégés par l'anneau 5 lui-même, plus précisément par sa paroi interne 6 et par les parois (7a, 7b), (9a, 9b) formant les rebords 7, 9, ménageant les gorges 8, 10, respectivement. The upstream and downstream hooks 13 are respectively accommodated in the upstream and downstream grooves 10 of the ring 5 to hold it in position and are thus thermally protected by the ring 5 itself, more precisely by its internal wall 6 and by the walls (7a, 7b), (9a, 9b) forming the flanges 7, 9, leaving the grooves 8, 10, respectively.

En référence à la figure 2, la gorge amont 8 présente une surface 8' de contact avec le crochet amont 12; en l'espèce, cette surface de contact 8' est de forme curviligne en coupe axiale, pour permettre un positionnement stable de l'anneau 5 sur le crochet amont 12 indépendamment d'éventuelles imprécisions de montage dues par exemple aux tolérances de fabrication. Referring to Figure 2, the upstream groove 8 has a surface 8 'of contact with the upstream hook 12; in this case, this contact surface 8 'is of curvilinear shape in axial section, to allow stable positioning of the ring 5 on the upstream hook 12 independently of any mounting inaccuracies due for example to manufacturing tolerances.

La gorge aval 10 présente une surface 10' de contact avec le crochet aval 13; en l'espèce, cette surface de contact 10' est de forme curviligne en coupe axiale, pour permettre un positionnement stable de l'anneau 5 sur le crochet aval 13, comme expliqué ci-dessus pour le crochet amont 12. The downstream groove 10 has a surface 10 'of contact with the downstream hook 13; in this case, this contact surface 10 'has a curvilinear shape in axial section, to allow stable positioning of the ring 5 on the downstream hook 13, as explained above for the upstream hook 12.

La pièce de support amont 14 comporte des orifices 16 de refroidissement permettant l'injection de gaz de refroidissement (par exemple en provenance du compresseur) depuis l'extérieur de la pièce de support amont 14 vers le crochet amont 12, pour le refroidissement de ce dernier (les gaz de refroidissement permettent également de refroidir le rebord amont 7 de l'anneau 5); ce flux de gaz de refroidissement amont est symbolisé par la flèche G1 de la figure 2. Le crochet amont 12, protégé par l'anneau 5, est ainsi refroidi, ce qui améliore encore sa stabilité thermique et permet de piloter les déplacements radiaux des éléments axisymétriques du dispositif de support 11, facilitant ainsi le pilotage du jeu e entre les sommets d'aubes 3 et l'anneau 5, d'autant que l'anneau 5 est également refroidi. The upstream support part 14 has cooling orifices 16 for the injection of cooling gas (for example from the compressor) from outside the upstream support part 14 to the upstream hook 12, for the cooling of this last (the cooling gases also make it possible to cool the upstream flange 7 of the ring 5); this flow of upstream cooling gas is symbolized by the arrow G1 of FIG. 2. The upstream hook 12, protected by the ring 5, is thus cooled, which further improves its thermal stability and makes it possible to control the radial displacements of the elements axisymmetric support device 11, thus facilitating the control of the game e between the blade tips 3 and the ring 5, especially since the ring 5 is also cooled.

La pièce de support aval 15 comporte des orifices 17 de refroidissement permettant l'injection de gaz de refroidissement (par exemple en provenance du compresseur) depuis l'extérieur de la pièce de support aval 15 vers le crochet aval 13, pour le refroidissement de ce dernier (les gaz de refroidissement permettent également de refroidir le rebord aval 9 de l'anneau 5); ce flux de gaz de refroidissement aval est symbolisé par la flèche G2 de la figure 2. En l'espèce, les pièces de support amont 14 et aval 15 se recouvrant partiellement dans la zone des orifices de refroidissement 17, la pièce de support amont 14 est également percée d'orifices 18 pour le passage des gaz de refroidissement du crochet aval 13. Le crochet aval 13, protégé par l'anneau 5, est ainsi refroidi, ce qui améliore encore sa stabilité thermique et permet de piloter les déplacements radiaux des éléments axisymétriques du dispositif de support 11, facilitant ainsi le pilotage du jeu e entre les sommets d'aubes 3 et l'anneau 5, d'autant que l'anneau 5 est également refroidi. The downstream support part 15 has cooling orifices 17 for the injection of cooling gas (for example from the compressor) from outside the downstream support part 15 to the downstream hook 13, for the cooling of this last (the cooling gases also make it possible to cool the downstream rim 9 of the ring 5); this stream of downstream cooling gas is symbolized by the arrow G2 of FIG. 2. In the present case, the upstream and downstream support pieces 14 partially overlapping in the zone of the cooling orifices 17, the upstream support part 14 is also pierced with orifices 18 for the passage of the cooling gases of the downstream hook 13. The downstream hook 13, protected by the ring 5, is thus cooled, which further improves its thermal stability and allows to control the radial displacements of axisymmetric elements of the support device 11, thus facilitating the control of the game e between the blade tips 3 and the ring 5, especially since the ring 5 is also cooled.

Le refroidissement simultané des crochets amont 12 et aval 13 est particulièrement avantageux: l'anneau 5 peut ainsi être supporté par des moyens 12, 13 protégés par lui et refroidis par ailleurs, c'est-à-dire présentant une très bonne stabilité structurelle quelles que soient les fluctuations thermiques liées par exemple aux changements de régime. The simultaneous cooling of the upstream and downstream hooks 13 is particularly advantageous: the ring 5 can thus be supported by means 12, 13 protected by it and cooled elsewhere, that is to say having a very good structural stability which whatever the thermal fluctuations linked for example to changes of regime.

Les parois radiales 12a, 13a des crochets amont 12 et aval 13 sont par ailleurs en l'espèce agencées pour former, avec une portion de la paroi longitudinale de la pièce de support amont 14 et une portion de la paroi longitudinale 6 de l'anneau 5, une enceinte pressurisée C; on note plus précisément sur la figure 2 que les parois radiales 12a, 13a des crochets 12, 13 se prolongent chacune, à leur extrémité interne, par une léchette 12a', 13a' de contact la paroi longitudinale 6 de l'anneau 5; les léchettes de contact 12a', 13a' sont des parois radiales ajourées. The radial walls 12a, 13a of the upstream and downstream hooks 12 are also in this case arranged to form, with a portion of the longitudinal wall of the upstream support piece 14 and a portion of the longitudinal wall 6 of the ring. 5, a pressurized enclosure C; it is more specifically noted in Figure 2 that the radial walls 12a, 13a of the hooks 12, 13 are each extended at their inner end by a wiper 12a ', 13a' contact the longitudinal wall 6 of the ring 5; the contact wipers 12a ', 13a' are perforated radial walls.

La cavité pressurisée C est alimentée en gaz de refroidissement qui sont injectés au niveau d'orifices de refroidissement 19; ce flux de gaz de refroidissement est symbolisé par la flèche G3 de la figure 2. Les gaz de refroidissement refroidissent les crochets 12, 13 mais aussi l'anneau 5 et en particulier sa paroi longitudinale 6. The pressurized cavity C is fed with cooling gases which are injected at the level of cooling orifices 19; this flow of cooling gas is symbolized by the arrow G3 of FIG. 2. The cooling gases cool the hooks 12, 13 but also the ring 5 and in particular its longitudinal wall 6.

Une tôle perforée annulaire 20 est en l'espèce montée du côté externe de la pièce de support amont 14, au niveau de la cavité pressurisée C, pour refroidir la pièce de support amont 14 par impact de gaz (comme symbolisé par les flèches G4) ainsi que pour calibrer le débit de gaz de refroidissement G3 alimentant la cavité pressurisée C. Les impacts de gaz ménagés par cette tôle 20 permettent, en combinaison avec les flux de gaz de refroidissement amont G1 et aval G2, de piloter thermodynamiquement les déplacements radiaux des éléments axisymétriques du dispositif de support 11, permettant ainsi d'optimiser le jeu e entre les sommets d'aubes 3 et l'anneau 5. An annular perforated plate 20 is in this case mounted on the external side of the upstream support part 14, at the level of the pressurized cavity C, for cooling the upstream support part 14 by gas impact (as symbolized by the arrows G4). as well as for calibrating the flow rate of cooling gas G3 supplying the pressurized cavity C. The gas impacts provided by this sheet 20 make it possible, in combination with the upstream cooling gas flows G1 and downstream G2, to thermodynamically drive the radial displacements of the axisymmetric elements of the support device 11, thus optimizing the clearance e between the blade tips 3 and the ring 5.

Un joint torique d'étanchéité amont 21 est monté entre l'extrémité amont du crochet amont 12 et la surface de la gorge amont 8 de l'anneau 5, du côté interne de cette dernière; il forme, avec la léchette de contact amont 12a', la paroi longitudinale 6 de l'anneau 5 et le crochet amont 12, une cavité Cl. Ce joint 21 améliore l'étanchéité de la cavité pressurisée C du côté amont (la cavité Cl communiquant avec la cavité pressurisée C par les jours de la léchette de contact amont 12a'). An upstream sealing O-ring 21 is mounted between the upstream end of the upstream hook 12 and the surface of the upstream groove 8 of the ring 5, on the inner side thereof; it forms, with the upstream contact lug 12a ', the longitudinal wall 6 of the ring 5 and the upstream hook 12, a cavity C1. This seal 21 improves the tightness of the pressurized cavity C on the upstream side (the cavity C1 communicating with the pressurized cavity C by the days of the upstream contact lug 12a ').

Un joint torique d'étanchéité aval 22 est monté entre l'extrémité aval du crochet aval 13 et la surface de la gorge aval 10 de l'anneau 5; du côté interne de cette dernière; il forme, avec la léchette de contact aval 13a', la paroi longitudinale 6 de l'anneau 5 et le crochet aval 13, une cavité C2. Ce joint 22 améliore l'étanchéité de la cavité pressurisée C du côté aval (la cavité C2 communiquant avec la cavité pressurisée C par les jours de la léchette de contact aval 13a . A downstream sealing O-ring 22 is mounted between the downstream end of the downstream hook 13 and the surface of the downstream groove 10 of the ring 5; on the inner side of the latter; it forms, with the downstream contact lug 13a ', the longitudinal wall 6 of the ring 5 and the downstream hook 13, a cavity C2. This seal 22 improves the sealing of the pressurized cavity C on the downstream side (the cavity C2 communicating with the pressurized cavity C by the days of the downstream contact lug 13a.

Les joints toriques 21, 22 sont en l'espèce des joints du type dit "joint tresse", c'est-à-dire qu'ils sont chacun formés d'une pluralité de brins tressés entre eux, les brins étant en l'espèce formés dans un matériau réfractaire conservant ses caractéristiques mécaniques aux chaleurs importantes auxquelles est soumis l'anneau 5. Dans la forme de réalisation présentée, chaque joint 21, 22 est sectorisé de la même manière que les secteurs d'anneau 5; alternativement, les joints 21, 22 peuvent chacun s'étendre sur l'intégralité de la circonférence de l'anneau 5, entre les différents secteurs d'anneau 5. O-rings 21, 22 are in this case joints of the type called "braided joint", that is to say that they are each formed of a plurality of strands braided together, the strands being in the species formed in a refractory material retaining its mechanical characteristics with significant heat to which the ring is subjected 5. In the embodiment shown, each seal 21, 22 is sectorized in the same way as the ring sectors 5; alternatively, the seals 21, 22 may each extend over the entire circumference of the ring 5, between the different ring sectors 5.

Le dispositif 11 de support de l'anneau 5 comporte par ailleurs un joint 23 du type "joint segment" (métallique) supporté par une bride amont 24 de la pièce de support amont 14. Le joint segment 23 est en contact avec une surface externe du carter annulaire 4 du distributeur et assure l'étanchéité aux gaz à ce niveau. The support device 11 of the ring 5 further comprises a seal 23 of the "seal segment" type (metal) supported by an upstream flange 24 of the upstream support piece 14. The segment seal 23 is in contact with an external surface the annular casing 4 of the distributor and ensures gas tightness at this level.

Les différents éléments de l'anneau 5 et de son dispositif de support 11, et en particulier les orifices de refroidissement 16, 17, 18, 19, sont agencés pour que les gaz de refroidissement G1, G2, G3 remplissent également une fonction de barrière (en pression) aux gaz du flux de gaz G de la turbine 1, pour éviter un bypass de ces gaz, c'est-à-dire une circulation des gaz du flux de gaz G par le côté externe de l'anneau 5, autrement dit une ré-ingestion des gaz du flux de gaz G, qui serait très pénalisante pour le rendement du turbomoteur mais aussi pour l'intégrité des pièces statiques du dispositif de support 11. The various elements of the ring 5 and its support device 11, and in particular the cooling orifices 16, 17, 18, 19, are arranged so that the cooling gases G1, G2, G3 also fulfill a barrier function (under pressure) to the gases of the gas flow G of the turbine 1, to avoid a bypass of these gases, that is to say a flow of the gases of the gas flow G through the outer side of the ring 5, in other words a re-ingestion of the gases of the G gas flow, which would be very disadvantageous for the efficiency of the turbine engine but also for the integrity of the static parts of the support device 11.

A cet effet, l'anneau 5 et son dispositif de support 11 sont agencés pour que la pression des gaz en amont du crochet amont 12, plus précisément dans une cavité C3 définie entre la bride de support 24 du joint segment 23 et le crochet amont 12, soit supérieure à la pression des gaz du flux de gaz G en amont des aubes de turbine 3; par exemple, elle peut être égale à 6 bars tandis que la pression des gaz du flux de gaz G en amont des aubes de turbine 3 est égale à 5 bars. Ainsi, les gaz de refroidissement G1 ont tendance à fuir depuis la cavité C3 vers la veine de gaz, par un jeu J entre le carter annulaire 4 du distributeur et l'anneau 5, plutôt que de fuir en sens inverse. Les crochets 12, 13 sont ainsi protégés d'une ré-ingestion de gaz en amont, ce qui évite qu'ils soient soumis à la convection thermique qui en résulterait, facilitant donc le pilotage du jeu 7 en sommets d'aubes 3 puisque les dilatations différentielles sont moindres. For this purpose, the ring 5 and its support device 11 are arranged so that the gas pressure upstream of the upstream hook 12, more precisely in a cavity C3 defined between the support flange 24 of the segment joint 23 and the upstream hook 12, greater than the gas pressure of the gas flow G upstream of the turbine blades 3; for example, it may be equal to 6 bars while the gas pressure of the gas flow G upstream of the turbine blades 3 is equal to 5 bars. Thus, the cooling gases G1 tend to leak from the cavity C3 to the gas stream, by a clearance J between the annular casing 4 of the distributor and the ring 5, rather than to leak in the opposite direction. The hooks 12, 13 are thus protected from upstream gas re-ingestion, which prevents them from being subjected to the resulting thermal convection, thus facilitating the piloting of the game 7 in blade tops 3 since the Differential dilations are less.

On note que la pression des gaz en amont du joint segment 23 est également supérieure à la pression des gaz du flux de gaz G en amont des aubes de turbine 3, pour éviter toute remontée de gaz en cas de fuite au niveau du joint segment 23; d'ailleurs, une légère fuite peut être volontairement prévue pour protéger encore mieux les crochets d'anneau 12, 13 par un flux de gaz de refroidissement en provenance du côté amont du joint segment 23. It should be noted that the pressure of the gases upstream of the segment gasket 23 is also greater than the gas pressure of the gas stream G upstream of the turbine blades 3, in order to avoid any rise of gas in the event of a leak at the segment gasket 23 ; Moreover, a slight leakage may be intentionally provided to further protect the ring hooks 12, 13 by a flow of cooling gas from the upstream side of the segment seal 23.

Par ailleurs, l'anneau 5 et son dispositif de support 11 sont agencés pour que la pression des gaz située dans une cavité C4 située en aval du crochet aval 13 soit supérieure à la pression des gaz du flux de gaz G en aval des aubes de turbine 3; par exemple, elle peut être égale à 3 bars tandis que la pression des gaz du flux de gaz G en aval des aubes de turbine 3 est égale à 2,5 bars. Ainsi, les gaz de refroidissement G1 ont tendance à fuir depuis la cavité C3 vers la veine de gaz (par un jeu non représenté), plutôt que de fuir en sens inverse. Les crochets 12, 13 sont ainsi protégés d'une ré-ingestion de gaz en aval, ce qui évite qu'ils soient soumis à la convection thermique qui en résulterait, facilitant donc le pilotage du jeu 7 en sommets d'aubes 3 puisque les dilatations différentielles sont moindres. Moreover, the ring 5 and its support device 11 are arranged so that the pressure of the gases located in a cavity C4 located downstream of the downstream hook 13 is greater than the pressure of the gases of the gas flow G downstream of the vanes. turbine 3; for example, it may be equal to 3 bars while the gas pressure of the gas stream G downstream of the turbine blades 3 is equal to 2.5 bars. Thus, the cooling gases G1 tend to leak from the cavity C3 to the gas vein (by a game not shown), rather than flee in the opposite direction. The hooks 12, 13 are thus protected from re-ingestion of gas downstream, which prevents them from being subjected to the resulting thermal convection, thus facilitating the piloting of the game 7 in blade tops 3 since the Differential dilations are less.

Par ailleurs, l'anneau 5 et son dispositif de support 11 sont agencés pour que la pression des gaz dans la cavité pressurisée C soit supérieure ou égale (en l'espèce sensiblement égale) à la pression des gaz du flux de gaz en amont des aubes de turbine 3, pour compléter la barrière aux gaz du flux de gaz G formée par la cavité C3 en amont du crochet amont 12. Furthermore, the ring 5 and its support device 11 are arranged so that the pressure of the gases in the pressurized cavity C is greater than or equal (in this case substantially equal) to the gas pressure of the gas flow upstream of the turbine blades 3, to complete the gas barrier of the gas flow G formed by the cavity C3 upstream of the upstream hook 12.

Les cavités C3, C et C4 présentant des pressions supérieures aux pressions des gaz de la veine de gaz s'écoulant à leur niveau longitudinalement forment une barrière pour ces gaz; cette barrière protège les crochets 12, 13 et est donc particulièrement avantageuse pour le pilotage du jeu e en sommets d'aubes 3. Par ailleurs, les gaz de refroidissement alimentant ces différentes cavités C3, C, C4 permettent de refroidir les crochets 12, 13 mais également l'anneau 5. The cavities C3, C and C4 having pressures greater than the gas pressures of the gas stream flowing at their level longitudinally form a barrier for these gases; this barrier protects the hooks 12, 13 and is therefore particularly advantageous for controlling the clearance e in blade tops 3. Moreover, the cooling gases supplying these different cavities C3, C, C4 can cool the hooks 12, 13 but also the ring 5.

Comme représenté sur la figure 2, et de manière connue, les secteurs d'anneau 5 comportent par ailleurs, aux interfaces entre leurs extrémités en contact, des plaquettes d'étanchéité 25, ces plaquettes 25 s'étendant par exemple dans des encoches prévues sur la surface d'extrémité de l'un ou des deux secteurs d'anneau 5 en contact. Ces plaquettes 25 sont agencées pour garantir une étanchéité maximale entre la cavité pressurisée C et la veine de gaz du flux de gaz G de la turbine et ainsi éviter les ré-ingestions de gaz de veine dans la cavité pressurisée C; bien entendu, l'étanchéité ne pouvant être parfaite, le dispositif autorise une fuite des gaz de refroidissement depuis la cavité pressurisée C dans la veine de gaz du flux de gaz G de la turbine 1, permettant la purge de ces gaz de refroidissement. La cavité pressurisée C s'étendant à l'aplomb des aubes de turbine 3 (c'est-à-dire au même niveau longitudinal que les aubes 3) et sa pression étant égale à la pression en amont des aubes 3, la pression de la cavité pressurisée est donc supérieure à la pression au niveau des aubes 3 (la pression décroît dans la turbine de l'amont vers l'aval); ainsi, les gaz passent nécessairement depuis la cavité pressurisée C vers la veine de gaz de la turbine 1 et pas l'inverse. As shown in FIG. 2, and in known manner, the ring sectors 5 further comprise, at the interfaces between their ends in contact, sealing plates 25, these plates 25 extending for example in notches provided on the end surface of one or both ring sectors 5 in contact. These plates 25 are arranged to ensure a maximum seal between the pressurized cavity C and the gas stream of the gas flow G of the turbine and thus avoid re-ingestions of vein gas in the pressurized cavity C; of course, since the seal can not be perfect, the device allows leakage of the cooling gases from the pressurized cavity C into the gas stream of the gas flow G of the turbine 1, allowing the purging of these cooling gases. The pressurized cavity C extending vertically above the turbine blades 3 (that is to say at the same longitudinal level as the blades 3) and its pressure being equal to the pressure upstream of the blades 3, the pressure of the pressurized cavity is therefore greater than the pressure at the blades 3 (the pressure decreases in the turbine from upstream to downstream); thus, the gases necessarily pass from the pressurized cavity C to the gas stream of the turbine 1 and not vice versa.

Pour améliorer encore sa protection thermique et limiter la conduction des gaz vers les crochets 12, 13, l'anneau 5 est en l'espèce recouvert d'un revêtement 26 de matériau céramique, du côté interne de sa paroi longitudinale 6. To further improve its thermal protection and limit the conduction of gases to the hooks 12, 13, the ring 5 is in this case covered with a coating 26 of ceramic material, on the inner side of its longitudinal wall 6.

Le montage de l'anneau 5 sur son dispositif de support 11 va maintenant être décrit. Il s'agit d'un montage par coulissement des pièces de support amont 14 et aval 15 l'une par rapport à l'autre et par frettage. Plus précisément, la pièce de support amont 14 est chauffée (par exemple à une température de 100°C) et déplacée par coulissement de sorte que les crochets amont 12 et aval 13 soient proches l'un de l'autre voire en contact l'un avec l'autre; ceci est possible car les pièces de support 14, 15 sont télescopiques, le rayon de la paroi longitudinale de la pièce de support amont 14 étant légèrement supérieur au rayon de la paroi longitudinale de la pièce de support aval 15. Les secteurs d'anneau 5 sont alors montés sur le crochet aval 13 (qui est logé dans leurs gorges aval 10). La pièce de support amont est alors déplacée vers l'amont jusqu'à butée du crochet amont 12 dans la gorge amont 8 de l'anneau 5; dans cette position, le crochet amont 12 est en butée, sur la surface 8' de la gorge amont par le coin amont externe de sa paroi longitudinale 12b et sur le joint tresse amont 21 par le coin amont interne de sa paroi longitudinale 12b; par ailleurs, le crochet aval 13 est en butée, sur la surface 10' de la gorge aval par le coin aval externe de sa paroi longitudinale 13b et sur le joint tresse aval 22 par le coin amont interne de sa paroi longitudinale 13b. Dans une dernière étape, on laisse l'ensemble refroidir ce qui provoque un assemblage serré entre les différentes pièces, par frettage de la pièce de support amont 14 (le rayon de sa paroi longitudinale diminuant lors de son refroidissement) sur la pièce de support aval 15, de manière dont le principe général est connu. The mounting of the ring 5 on its support device 11 will now be described. This is a sliding assembly of the upstream support parts 14 and downstream 15 relative to each other and by hooping. More specifically, the upstream support piece 14 is heated (for example at a temperature of 100 ° C.) and moved by sliding so that the upstream and downstream hooks 13 are close to each other or in contact with each other. one with the other; this is possible because the support pieces 14, 15 are telescopic, the radius of the longitudinal wall of the upstream support piece 14 being slightly greater than the radius of the longitudinal wall of the downstream support part 15. The ring sectors 5 are then mounted on the downstream hook 13 (which is housed in their downstream grooves 10). The upstream support piece is then moved upstream to the stop of the upstream hook 12 in the upstream groove 8 of the ring 5; in this position, the upstream hook 12 is in abutment on the surface 8 'of the upstream groove by the outer upstream corner of its longitudinal wall 12b and on the upstream braid seal 21 by the inner upstream corner of its longitudinal wall 12b; Moreover, the downstream hook 13 is in abutment on the surface 10 'of the downstream groove by the outer downstream corner of its longitudinal wall 13b and on the downstream braid seal 22 by the inner upstream corner of its longitudinal wall 13b. In a final step, the assembly is allowed to cool, which causes a tight assembly between the different parts, by shrinking the upstream support part 14 (the radius of its longitudinal wall decreasing during its cooling) on the downstream support part. 15, so that the general principle is known.

Le joint segment 23 est monté postérieurement, par exemple par collage, les moyens de collage disparaissant en fonctionnement. The segment joint 23 is mounted posteriorly, for example by gluing, the gluing means disappearing in operation.

Une deuxième forme de réalisation de l'anneau et de son dispositif de support va être décrite, en relation avec les figures 3 et 4a à 4c. Cette forme de réalisation est très similaire à la forme de réalisation précédente et c'est pourquoi les références utilisées pour les éléments de la turbine des figures 3 et 4a à 4c de structure ou fonction identique, équivalente ou similaire à celles des éléments de la turbine des figures 1 et 2 sont les mêmes, pour simplifier la description. D'ailleurs, l'ensemble de la description de la turbine des figures 1 et 2 n'est pas reprise, cette description s'appliquant à la turbine des figures 1 et 2 lorsqu'il n'y a pas d'incompatibilités. Seules les différences notables, structurelles et fonctionnelles, seront décrites. A second embodiment of the ring and its support device will be described, in connection with Figures 3 and 4a to 4c. This embodiment is very similar to the previous embodiment and this is why the references used for the elements of the turbine of Figures 3 and 4a to 4c of identical structure or function, equivalent or similar to those of the elements of the turbine Figures 1 and 2 are the same, to simplify the description. Moreover, the entire description of the turbine of Figures 1 and 2 is not repeated, this description applies to the turbine of Figures 1 and 2 when there are no incompatibilities. Only significant differences, structural and functional, will be described.

La différence principale de la deuxième forme de réalisation est que l'anneau 5 est monobloc et forme donc un anneau complet d'une seule pièce axisymétrique, sur 360°(autrement dit, il n'est pas sectorisé). Par ailleurs, la pièce de support aval 15 est également monobloc sur toute la périphérie (360°) tandis que la pièce de support amont 14 est sectorisée c'est-à-dire qu'elle est découpée en une pluralité de secteurs de pièce de support amont 14 (en l'espèce une dizaine de secteurs). The main difference of the second embodiment is that the ring 5 is monobloc and therefore forms a complete ring of one axisymmetrical piece, over 360 ° (that is, it is not sectored). Furthermore, the downstream support piece 15 is also monoblock over the entire periphery (360 °) while the upstream support piece 14 is sectorized, that is to say that it is cut into a plurality of sectors of the workpiece. upstream support 14 (in this case a dozen sectors).

De même que précédemment, l'anneau 5 est supporté par des crochets amont 12 et aval 13 logés dans des gorges amont 8 et aval 10 de l'anneau 5, avec les mêmes avantages. Des moyens d'injection de gaz de refroidissement (non représentés) sont prévus pour le refroidissement des crochets 12, 13 mais aussi de l'anneau 5, qui pilote le jeu e en sommets d'aubes; ils alimentent des cavités pressurisées C3, C, C4; de même que précédemment, ces moyens d'injection sont agencés pour permettre aux gaz de refroidissement de remplir une fonction de barrière aux gaz du flux de gaz G de la turbine 1, pour éviter qu'ils ne circulent du côté externe de l'anneau 5; à cet effet, les pressions des gaz du côté externe de l'anneau 5 sont supérieures aux pressions correspondantes du flux de gaz G de la turbine 1. As before, the ring 5 is supported by upstream and downstream hooks 13 13 housed in upstream grooves 8 and downstream 10 of the ring 5, with the same advantages. Cooling gas injection means (not shown) are provided for cooling the hooks 12, 13 but also the ring 5, which controls the game e in blade tips; they feed pressurized cavities C3, C, C4; as before, these injection means are arranged to allow the cooling gases to perform a gas barrier function of the gas flow G of the turbine 1, to prevent them from circulating on the outer side of the ring 5; for this purpose, the gas pressures on the outer side of the ring 5 are greater than the corresponding pressures of the gas flow G of the turbine 1.

Contrairement à la forme de réalisation des figures 1 et 2 dans laquelle les gorges amont 8 et aval 10 sont de mêmes dimensions (les rayons de leurs parois longitudinales 7b, 9b étant égaux), les gorges amont 8 et aval 10 de la forme de réalisation de la figure 3 ne sont pas de même dimensions, le rayon de la paroi longitudinale 9b du rebord aval 9 formant la gorge aval 10 étant plus important que le rayon de la paroi longitudinale 7b du rebord amont 7 formant la gorge amont 8; la paroi longitudinale 6 de l'anneau 5 étant parallèle à l'axe A du turbomoteur, la dimension radiale de la paroi radiale 9a du rebord aval 9 formant la gorge aval 10 est donc plus importante que la dimension radiale de la paroi radiale 7a du rebord amont 7 formant la gorge amont 8. La paroi longitudinale 13b du crochet aval 13 s'étend donc à une distance radiale de l'axe A du turbomoteur plus importante que la paroi longitudinale 12b du crochet amont 12 (les parois longitudinales 12b, 13b des crochets 12, 13 étant en appui dans les gorges amont 8 et aval 10 à proximité des parois longitudinales 7b, 9b des rebords 7, 9 formant ces gorges 8, 10). Ces différences de rayon permettent le montage de l'ensemble expliqué ci-dessous. In contrast to the embodiment of FIGS. 1 and 2 in which the upstream and downstream grooves 8 are of the same dimensions (the radii of their longitudinal walls 7b, 9b being equal), the upstream and downstream grooves 8 of the embodiment of Figure 3 are not the same size, the radius of the longitudinal wall 9b of the downstream flange 9 forming the downstream groove 10 being greater than the radius of the longitudinal wall 7b of the upstream flange 7 forming the upstream groove 8; the longitudinal wall 6 of the ring 5 being parallel to the axis A of the turbine engine, the radial dimension of the radial wall 9a of the downstream flange 9 forming the downstream groove 10 is greater than the radial dimension of the radial wall 7a of the upstream flange 7 forming the upstream groove 8. The longitudinal wall 13b of the downstream hook 13 therefore extends at a radial distance from the axis A of the turbine engine larger than the longitudinal wall 12b of the upstream hook 12 (the longitudinal walls 12b, 13b hooks 12, 13 being supported in the upstream grooves 8 and downstream 10 near the longitudinal walls 7b, 9b of the flanges 7, 9 forming these grooves 8, 10). These differences in radius allow assembly of the assembly explained below.

Le montage de l'anneau 5 et de son dispositif de support 11 va maintenant être décrit, plus particulièrement en référence aux figures 4a, 4b et 4c. Contrairement au montage décrit en relation avec les figures 1 et 2, il ne s'agit pas d'un montage par coulissement des pièces de support l'une sur l'autre et frettage mais d'un montage par coulissement des pièces de support par rapport à l'anneau et vissage. The mounting of the ring 5 and its support device 11 will now be described, more particularly with reference to Figures 4a, 4b and 4c. In contrast to the arrangement described in connection with FIGS. 1 and 2, it is not a question of a sliding installation of the support pieces on one another and hooping but of a sliding installation of the support pieces by report to the ring and screwing.

En référence à la figure 4a, au cours d'une première étape, la pièce de support aval 15 est montée avec l'anneau 5 par un mouvement relatif de l'anneau 5 de l'aval vers l'amont par rapport à cette pièce 15 (ce mouvement relatif est symbolisé par la flèche F1), permettant ainsi de loger le crochet aval 13 dans la gorge aval 10 de l'anneau 5. With reference to FIG. 4a, during a first step, the downstream support piece 15 is mounted with the ring 5 by a relative movement of the ring 5 from downstream upstream with respect to this piece 15 (this relative movement is symbolized by the arrow F1), thus making it possible to accommodate the downstream hook 13 in the downstream groove 10 of the ring 5.

En référence à la figure 4b, au cours d'une deuxième étape, un premier secteur de la pièce de support amont 14 est monté avec l'anneau 5 par un mouvement relatif de ce secteur 14 de l'extérieur vers l'intérieur puis de l'aval vers l'amont par rapport à l'ensemble formé par l'anneau 15 et la pièce de support aval (ce mouvement relatif est symbolisé par la flèche F2), permettant ainsi de loger le crochet amont 12 dans la gorge amont 8 de l'anneau 5. With reference to FIG. 4b, during a second step, a first sector of the upstream support piece 14 is mounted with the ring 5 by a relative movement of this sector 14 from the outside to the inside and then from the upstream downstream relative to the assembly formed by the ring 15 and the downstream support piece (this relative movement is symbolized by the arrow F2), thus making it possible to accommodate the upstream hook 12 in the upstream groove 8 of the ring 5.

En référence à la figure 4c, au cours d'une troisième étape, une entretoise 27, non représentée sur la figure 3, de forme annulaire et correspondant circonférentiellement au secteur de pièce de support amont 14, est inséré entre une bride aval 14' de la pièce de support amont 14 et une bride amont 15' de la pièce de support aval 15, pour maintenir leur écartement (le mouvement de l'entretoise 27 est symbolisé par la flèche F3). Les pièces de support amont 14 et aval 15 sont alors fixées solidairement l'une à l'autre par des vis 28 (dont le mouvement est symbolisé par la flèche F4) agencées pour fixer les unes aux autres les brides 14', 15' des pièces de support 14, 15 et l'entretoise 27 insérée entre elles.35 Enfin, les deuxième et troisième étapes sont répétées pour l'autre secteur de pièce de support amont 14, afin de compléter cette pièce de support amont 14 sur toute la périphérie de l'anneau 5. With reference to FIG. 4c, during a third step, a spacer 27, not shown in FIG. 3, of annular shape and corresponding circumferentially to the upstream support part sector 14, is inserted between a downstream flange 14 'of the upstream support piece 14 and an upstream flange 15 'of the downstream support piece 15, to maintain their spacing (the movement of the spacer 27 is symbolized by the arrow F3). The upstream support parts 14 and downstream 15 are then fixed integrally to each other by screws 28 (whose movement is symbolized by the arrow F4) arranged to attach to each other the flanges 14 ', 15' of the support members 14, 15 and the spacer 27 inserted between them. Finally, the second and third steps are repeated for the other upstream support part sector 14, in order to complete this upstream support piece 14 over the entire periphery. of the ring 5.

Grâce à l'invention dans cette forme de réalisation, on peut en particulier maintenir en position un anneau de turbine 5 monobloc avec des crochets 12, 13 annulaires globalement axisymétriques, contrairement à l'art antérieur où les anneaux monoblocs sont maintenus avec des bras exerçant leur action de manière ponctuelle ou discrète. Par conséquent, les déformations subies par l'anneau monoblocs 5 sont axisymétriques et donc plus simples à modéliser. Thanks to the invention in this embodiment, it is possible in particular to maintain in position a one-piece turbine ring 5 with generally symmetrical axisymmetric annular hooks 12, 13, contrary to the prior art in which the monoblock rings are held with arms exerting their action punctually or discreetly. Consequently, the deformations experienced by the monoblock ring 5 are axisymmetric and therefore simpler to model.

Claims

A gas turbine ring (1) for wrapping turbine blades (3) driven by a flow of gas (G) flowing from upstream to downstream, the ring being intended to be supported by a support device (11) of the turbine (1), the ring comprising an upstream downstream groove (8), intended to receive at least one upstream hook (12), turned towards upstream of the support device (11), and a downstream groove (10), open upstream, for receiving at least one downstream downstream hook (13) of the support device (11). ).

2- Ring according to claim 1, wherein the upstream groove (8) has a contact surface (8 ') with the upstream hook (12) of curvilinear shape.

3- Ring according to one of claims 1 and 2, wherein the downstream groove (10) has a contact surface (10 ') with the downstream hook (13) of curvilinear shape. 20

4- Ring according to one of claims 1 to 3 which comprises at least one upstream gasket (21) arranged to seal the gas between the ring (5) and the upstream hook (12), the upstream gasket (21). ) being housed in the upstream groove (8) of the ring (5), and / or at least one downstream seal (22) arranged to seal the gas between the ring (5) and the downstream hook (13). ), the downstream seal (22) being housed in the downstream groove (10) of the ring (5).

5. Ring according to claim 4, wherein the upstream gasket (21) and / or the downstream gasket (22) is a gasket-type joint of refractory material. 30

6- Ring according to one of claims 1 to 5 which is sectored in at least two ring sectors and intended to be mounted on upstream support parts (14) and downstream (15) monobloc respectively comprising the upstream hook (12). ) and the downstream hook (13). 35

7- ring according to claim 6, comprising at least one sealing plate (25) arranged to be disposed at the interface between surfaces in contact with two successive ring sectors, the plate (25) being preferably arranged to allow a cooling gas leak from a pressurized cavity (C) formed between the hooks (12, 13) to the gas flow (G).

8- ring according to one of claims 1 to 5 which is monobloc and intended to be mounted on a downstream support piece integrally comprising the downstream hook and an upstream support part sectorized in at least two support part sectors having the hook upstream.

9- Turbine having a ring according to the ring of one of claims 1 to 8.

10- A turbine engine comprising a turbine according to the turbine of claim 9.