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FR3151878A1 - Secteur d’un anneau pour une turbine d’une turbomachine d’aeronef - Google Patents

Secteur d’un anneau pour une turbine d’une turbomachine d’aeronef Download PDF

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FR3151878A1
FR3151878A1 FR2308378A FR2308378A FR3151878A1 FR 3151878 A1 FR3151878 A1 FR 3151878A1 FR 2308378 A FR2308378 A FR 2308378A FR 2308378 A FR2308378 A FR 2308378A FR 3151878 A1 FR3151878 A1 FR 3151878A1
Authority
FR
France
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sector
blade
air
ring
duct
Prior art date
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Pending
Application number
FR2308378A
Other languages
English (en)
Inventor
Antoine DOUIN
Sébastien Marie ARRIVET
Lucas FERREIRA MONTERO
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Aircraft Engines SAS filed Critical Safran Aircraft Engines SAS
Priority to FR2308378A priority Critical patent/FR3151878A1/fr
Publication of FR3151878A1 publication Critical patent/FR3151878A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
    • F01D11/10—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using sealing fluid, e.g. steam
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    • F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
    • F01D11/122—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part with erodable or abradable material
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/14—Form or construction
    • F01D5/20—Specially-shaped blade tips to seal space between tips and stator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
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Abstract

Secteur (16) d’un anneau (15) pour une turbine (1) d’une turbomachine (2) d’aéronef, le secteur (16) étant circulaire autour d’un axe longitudinal (X), le secteur (16) comprenant un corps (17) ayant une face interne (18) sur laquelle est rapportée une couche abradable (19), la couche abradable (19) étant destinée à être en regard d’au moins un sommet (11) d’une aube (9) d’une roue (5) mobile, caractérisé en ce que le corps (17) comprend un rebord amont (20) qui fait saillie radialement vers l’axe (X) et qui dépasse la couche abradable (19), le rebord (20) étant destiné à recouvrir radialement le sommet (11) de l’aube (9), le secteur (16) comprenant en outre un premier circuit intérieur d’air (21) qui comporte au moins un conduit (22a-22d) débouchant sur le rebord amont (20) et/ou sur la couche abradable (19), le conduit (22a-22d) étant orienté de sorte que le jet d’air (J1) issu du conduit (22a-22d) soit projeté sur le sommet (11) de l’aube (9). Figure pour l'abrégé : 2

Description

SECTEUR D’UN ANNEAU POUR UNE TURBINE D’UNE TURBOMACHINE D’AERONEF Domaine technique de l'invention
La présente invention se rapporte à un secteur d’un anneau pour une turbine d’une turbomachine d’aéronef, ainsi qu’à un anneau formé par de tels secteurs, mais également à une turbine comprenant un tel anneau, et enfin à une turbomachine comprenant une telle turbine.
 Arrière-plan technique
Classiquement, une turbine axiale de turbomachine comprend un ou plusieurs étages axiaux disposés les uns derrière les autres, chaque étage comportant un distributeur aubagé (stator) et une roue mobile aubagée (rotor).
Une roue mobile comporte un disque portant une rangée annulaire d’aubes.
On s’intéressera dans la suite de la demande aux aubes dites « sans talon ». Une aube dite « sans talon » comprend une pale qui présente un sommet à son extrémité externe libre. A l’inverse, une aube dite « avec talon » comprend quant à elle une pale qui présente une extrémité externe liée à un talon, ce talon étant généralement muni d’une ou plusieurs léchettes.
Afin d’optimiser le rendement d’une turbine, il est nécessaire de maximiser la quantité de gaz d’échappement agissant sur les différentes pales.
Pour cela, il est connu d’implanter un anneau sectorisé autour de la roue mobile, cet anneau étant fixé à un carter de la turbine. L’anneau comporte une couche abradable (par exemple une couche métallique ou céramique avec une structure en nid-d’abeilles) qui est disposée en regard des sommets des aubes et qui est destinée à coopérer avec ces sommets, pour former un joint d’étanchéité dynamique de type labyrinthe.
Par retour d’expérience, les motoristes constatent une usure prématurée du sommet de l’aube qui s’explique en grande partie par une température localement plus importante du sommet, cette température pouvant atteindre 1200°C.
Cette température localement plus importante est à l’origine de différents phénomènes néfastes pour le sommet, à savoir notamment la corrosion, l’oxydation, les brûlures et les criques.
Les motoristes sont ainsi mobilisés pour trouver des solutions permettant d’abaisser la température du sommet de l’aube, et par conséquent de maximiser la durée de vie de l’aube.
L’objectif de la présente invention est donc d’apporter une solution simple, efficace et économique permettant de répondre à la problématique précitée.
L’invention propose ainsi un secteur d’un anneau pour une turbine d’une turbomachine d’aéronef, le secteur étant circulaire autour d’un axe longitudinal X, le secteur comprenant un corps ayant une face interne sur laquelle est rapportée une couche abradable, la couche abradable étant destinée à être en regard d’au moins un sommet d’une aube d’une roue mobile,
caractérisé en ce que le corps comprend un rebord amont qui fait saillie radialement vers l’axe X et qui dépasse la couche abradable, le rebord étant destiné à recouvrir radialement le sommet de l’aube, le secteur comprenant en outre un premier circuit intérieur d’air qui comporte au moins un conduit débouchant sur le rebord amont et/ou sur la couche abradable, le conduit étant orienté de sorte que le jet d’air issu du conduit soit projeté sur le sommet de l’aube.
Le rebord amont et le jet d’air issu du conduit (premier circuit d’air) permettent d’abaisser significativement la température du sommet de l’aube, et par conséquent de maximiser la durée de vie de l’aube.
En effet, le rebord amont forme une protection ou un déflecteur qui dévie les gaz d’échappement se dirigeant vers les sommets, de manière à éviter que les gaz d’échappement n’entrent directement en contact avec les sommets.
En outre, le jet d’air issu du conduit (premier circuit d’air) impacte directement les sommets des aubes pour maximiser leur refroidissement. Par ailleurs, le jet d’air issu du conduit forme une couche d’air froid (ou un rideau d’air froid) entre les sommets et l’anneau qui non seulement participe au refroidissement des sommets des aubes, mais qui forme également une barrière (ou un obstacle) empêchant la remontée des gaz chauds d’échappement.
La couche d’air froid permet également d’assouplir certaines exigences dimensionnelles qui étaient associées à l’obtention du jeu fonctionnel (particulièrement précis) entre les sommets et la couche abradable de l’anneau.
La couche d’air froid forme enfin une étanchéité supplémentaire entre les sommets et l’anneau, quel que soit le régime de fonctionnement de la turbine, au bénéfice de son rendement.
Le secteur selon l’invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en combinaison les unes avec les autres :
- le secteur comprend un second circuit intérieur d’air qui est indépendant du premier circuit intérieur d’air, le second circuit d’air comportant au moins un passage débouchant sur la couche abradable, le passage étant orienté de sorte que le jet d’air issu du passage soit projeté sur le sommet de l’aube ;
- le conduit et le passage sont chacun définis par une entrée d’air et une sortie d’air, le conduit et le passage s’étendant chacun d’amont en aval depuis leur entrée d’air jusqu’à leur sortie d’air ;
- le passage est alimenté par un renfoncement qui est formé dans le corps du secteur et qui est ouvert vers l’extérieur, le secteur comprenant en outre une tôle percée qui recouvre le renfoncement ;
- le rebord présente une extrémité amont qui a en section transversale une face inclinée par rapport à l’axe X, la dimension radiale de la face inclinée diminuant de l’amont vers l’aval, de manière à dévier les gaz d’échappement en direction de l’axe X ;
- le premier circuit d’air comprend plusieurs conduits qui débouchent chacun sur le rebord amont et/ou sur la couche abradable, chaque conduit étant orienté de sorte le jet d’air correspondant soit projeté sur le sommet de l’aube, les conduits étant alimentés par une chambre commune qui est formée dans le corps ;
- le secteur comprend plusieurs premiers circuits d’air répartis autour de l’axe X, les premiers circuits d’air étant de préférence répartis de façon régulière.
La présente invention concerne également un anneau pour une turbine d’une turbomachine d’aéronef, l’anneau comprenant une pluralité de secteurs tels que décrits précédemment, les secteurs étant disposés bout à bout autour de l’axe X.
La présente invention concerne encore une turbine d’une turbomachine d’aéronef comprenant un anneau tel que décrit précédemment et une roue mobile disposée à l’intérieur de l’anneau, la roue mobile comportant un disque portant une rangée annulaire d’aubes, chaque aube comprenant une pale qui présente un sommet à son extrémité externe libre, les couches abradables des différents secteurs de l’anneau étant en regard des sommets des aubes.
La présente invention concerne enfin une turbomachine d’aéronef comprenant une turbine telle que décrite précédemment.
Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels :
la est une vue schématique et partielle en demi-coupe longitudinale d’une turbine d’une turbomachine d’aéronef selon l’invention ;
la est une vue de détail de la ;
la correspond à la sur laquelle est illustré le cheminement de l’air de refroidissement au travers d’un secteur d’un anneau de la turbine ;
la est une vue en perspective d’un secteur de l’anneau de la turbine.
 Description détaillée de l'invention
Sur les figures 1 et 2 est représentée une partie d’une turbine 1 haute pression (ci-après appelée « turbine ») d'une turbomachine 2. La turbine 1 fait partie d’un générateur de gaz qui comprend également un compresseur et une chambre de combustion. Plus précisément, la turbine 1 est ici disposée directement en aval de la chambre de combustion, la turbine 1 étant ainsi particulièrement exposée aux fortes températures.
La turbine 1 comprend au moins un étage comportant un distributeur 3 aubagé qui solidaire d’un carter 4 de la turbine 1 et une roue 5 aubagée qui est mobile en rotation autour d’un axe longitudinal X de la turbine 1 (commun avec l’axe longitudinal de la turbomachine). La roue 5 aubagée est disposée en aval du distributeur 3 aubagé.
Le distributeur 3 aubagé comprend une rangée annulaire d’aubes de redressement 6. Les aubes de redressement 6 sont disposées entre des plateformes externe et interne 7, 47 qui définissent entre eux la veine 8 de la turbine 1 dans laquelle s’écoulent les gaz d’échappement G issus de la chambre de combustion. Le distributeur 3 aubagé est de préférence sectorisé, chaque secteur comprenant par exemple deux ou trois aubes de redressement 6.
La roue 5 mobile comporte un disque 48 portant une rangée annulaire d’aubes 9. Une aube 9 comprend un pied 49 monté dans une alvéole 50 du disque 48 et une pale 10 qui présente un sommet 11 à son extrémité externe libre.
Plus précisément, la pale 10 de l’aube 9 s’étend suivant un axe d’empilement Z qui est sensiblement perpendiculaire à l’axe X. La pale 10 présente une face intrados 12 et une face extrados reliées l’une à l’autre par un bord d’attaque 13 et un bord de fuite 14. Les gaz d’échappement G s’écoulent autour de la pale 10 depuis le bord d’attaque 13 vers le bord de fuite 14, le bord d’attaque 13 étant ainsi disposé en amont du bord de fuite 14 suivant le sens d’écoulement des gaz d’échappement G.
Avantageusement, chaque aube 9 comprend un circuit intérieur de refroidissement. Le circuit intérieur de refroidissement peut par exemple comprendre une ou plusieurs entrées situées au niveau du pied 49 de l’aube 9 et des sorties situées le long du bord de fuite 14 de la pale 10.
La roue 5 mobile est disposée à l’intérieur d’un anneau 15 sectorisé qui est solidaire du carter 4. L’anneau 15 comprend ainsi une pluralité de secteurs 16 disposés bout à bout autour de l’axe X.
Avantageusement, des moyens d’étanchéité (par exemple des lamelles et/ou des plaquettes) sont disposés entre les secteurs 16 pour minimiser les fuites intersecteurs.
Chaque secteur 16 de l’anneau 15 est circulaire autour de l’axe longitudinal X. Chaque secteur 16 comprend un corps 17 ayant une face interne 18 sur laquelle est rapportée une couche abradable 19. La couche abradable 19 est en regard des sommets 11 des aubes 9 entourées par le secteur 16.
Selon l’invention, le corps 17 de chaque secteur 16 comprend un rebord amont 20 qui fait saillie radialement vers l’axe X et qui dépasse la couche abradable 19, le rebord 20 recouvrant radialement les sommets 11 des aubes 9 entourées par le secteur 16. Chaque secteur 16 comprend en outre un premier circuit intérieur d’air 21 qui comporte au moins un conduit 22a-22d débouchant sur le rebord amont 20 et/ou sur la couche abradable 19, le conduit 22a-22d étant orienté de sorte que le jet d’air J1 issu du conduit 22a-22d soit projeté sur les sommets 11 des aubes 9.
Le rebord amont et le jet d’air issu du conduit (premier circuit d’air) permettent d’abaisser significativement la température du sommet de l’aube, et par conséquent de maximiser la durée de vie de l’aube.
En effet, le rebord amont forme une protection ou un déflecteur qui dévie les gaz d’échappement se dirigeant vers les sommets, de manière à éviter que les gaz d’échappement n’entrent directement en contact avec les sommets.
En outre, le jet d’air issu du conduit (premier circuit d’air) impacte directement les sommets des aubes pour maximiser leur refroidissement. Par ailleurs, le jet d’air issu du conduit forme une couche d’air froid (ou un rideau d’air froid) entre les sommets et l’anneau qui non seulement participe au refroidissement des sommets des aubes, mais qui forme également une barrière (ou un obstacle) empêchant la remontée des gaz chauds d’échappement.
La couche d’air froid permet également d’assouplir certaines exigences dimensionnelles qui étaient associées à l’obtention du jeu fonctionnel (particulièrement précis) entre les sommets et la couche abradable de l’anneau.
La couche d’air froid forme enfin une étanchéité supplémentaire entre les sommets et l’anneau, quel que soit le régime de fonctionnement de la turbine, au bénéfice de son rendement.
De la même manière que la turbine 1 ou la turbomachine 2, un secteur 16 de l’anneau 15 est défini par rapport à l’axe longitudinal X.
Dans la présente demande, les termes « interne » et « externe » sont définis par rapport à l’axe longitudinal X.
Dans la présente demande, le terme « intérieur » associé à un élément du secteur 16 indique que cet élément est disposé au-dedans du secteur 16. A contrario, le terme « extérieur » associé à un élément du secteur 16 indique que cet élément est disposé au-dehors du secteur 16.
En outre, dans la présente demande, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d’écoulement des gaz d’échappement G.
Les couches abradables des différents secteurs 16 de l’anneau 15 sont en regard des sommets 11 des aubes 9. Les couches abradables sont destinées à coopérer avec les sommets 11 des aubes 9 pour former un joint d’étanchéité dynamique de type labyrinthe.
La couche abradable 19 d’un secteur 16 peut présenter une épaisseur constante ou variable. La couche abradable 19 peut également être étagée.
La couche abradable 19 peut par exemple être une couche métallique ou céramique avec une structure en nid-d’abeilles.
Le rebord 20 dépasse la couche abradable 19, et autrement dit le rebord 20 s’étend radialement au-delà de la couche abradable 19, de manière à recouvrir radialement les sommets 11 des aubes 9 entourées par le secteur 16.
Le rebord 20 peut présenter une extrémité amont qui a en section transversale une face inclinée 23 par rapport à l’axe X, la dimension radiale de la face inclinée 23 diminuant de l’amont vers l’aval, de manière à dévier les gaz d’échappement G en direction de l’axe X. Une telle inclinaison de l’extrémité amont permet de limiter les perturbations.
Avantageusement, la face inclinée 23 de l’extrémité amont se trouve dans le prolongement de la plateforme externe 7 du distributeur 3, pour garantir une continuité aérodynamique, et ainsi minimiser les perturbations.
Le premier circuit intérieur d’air 21 (ci-après appelé « premier circuit ») de chaque secteur 16 peut bien évidemment comprendre plusieurs conduits 22a-22d qui débouchent chacun sur le rebord amont 20 et/ou sur la couche abradable 19. Chaque conduit 22a-22d est orienté de sorte le jet d’air J1 correspondant soit projeté sur les sommets 11 des aubes 9.
Avantageusement, les conduits 22a-22d sont alimentés par une chambre 24 commune qui est formée dans le corps 17 du secteur 16. Les conduits 22a-22d sont connectés directement ou indirectement à la chambre 24.
Avantageusement, le premier circuit 21 comprend au moins un conduit 22c, 22d qui débouche sur le rebord amont 20.
Chaque conduit 22a-22d est défini par une entrée d’air 25, une sortie d’air 26 et un axe d’allongement.
A titre d’exemple, un conduit 22a-22d peut être de section circulaire, rectangulaire, etc.
Un conduit 22a-22d peut présenter une section constante ou variable le long de son axe d’allongement.
Avantageusement, lorsqu’un conduit 22a-22d présente une section variable, sa section converge depuis son entrée d’air 25 jusqu’à sa sortie d’air 26, de manière à augmenter la vitesse du jet d’air J1 correspondant, et ainsi accroître le refroidissement des sommets 11.
Un conduit 22a-22d peut s’étendre de façon parallèle à l’axe X (son axe d’allongement étant alors parallèle à l’axe X) ou de façon inclinée par rapport à l’axe X (son axe d’allongement étant alors incliné par rapport à l’axe X).
Avantageusement, chaque conduit 22a-22d s’étend d’amont en aval, en référence au sens d’écoulement des gaz d’échappement G, depuis son entrée d’air 25 jusqu’à sa sortie d’air 26. Une telle orientation du ou des conduits 22a-22d permet d’avoir des jets d’air J1 dirigés suivant le sens d’écoulement des gaz d’échappement G, de manière à minimiser les perturbations.
Chaque secteur 16 peut comprendre plusieurs premiers circuits 21 répartis autour de l’axe X.
Avantageusement, les premiers circuits 21 sont répartis de façon régulière.
Les premiers circuits 21 peuvent être disposés sous la forme d’une rangée autour de l’axe X.
Avantageusement, le ou les premiers circuits 21 sont alimentés avec de l’air comprimé provenant par exemple du compresseur du générateur de gaz.
Chaque secteur 16 peut comprendre un second circuit intérieur d’air 27 (ci-après appelé « second circuit ») qui est indépendant du premier circuit 21.
Le second circuit 27 peut comporter un ou plusieurs passages 28 débouchant chacun sur la couche abradable 19. Chaque passage 28 est orienté de sorte que le jet d’air J2 correspondant soit projeté sur les sommets 11 des aubes 9.
Le ou les passages 28 d’un secteur 16 peuvent être alimentés par un renfoncement 29 qui est formé dans le corps 17 du secteur 16 et qui est ouvert vers l’extérieur.
Chaque secteur 16 peut comprendre en outre une tôle 30 percée qui recouvre le renfoncement 29, pour réguler notamment la température du corps 17.
De la même manière qu’un conduit 22a-22d, chaque passage 28 est défini par une entrée d’air 25, une sortie d’air 26 et un axe d’allongement.
A titre d’exemple, un passage 28 peut être de section circulaire, rectangulaire, etc.
Un passage 28 peut présenter une section constante ou variable le long de son axe d’allongement.
Avantageusement, lorsqu’un passage 28 présente une section variable, sa section converge depuis son entrée d’air 25 jusqu’à sa sortie d’air 26, de manière à augmenter la vitesse du jet d’air J2 correspondant, et ainsi accroître le refroidissement des sommets 11.
Avantageusement, chaque passage 28 s’étend d’amont en aval, en référence au sens d’écoulement des gaz d’échappement G, depuis son entrée d’air 25 jusqu’à sa sortie d’air 26. Une telle orientation du ou des passages 28 permet d’avoir des jets d’air J2 dirigés suivant le sens d’écoulement des gaz d’échappement G, de manière à minimiser les perturbations.
Avantageusement, le second circuit 27 est alimenté avec de l’air comprimé provenant par exemple du compresseur du générateur de gaz.
Selon le mode de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, chaque secteur 16 se présente sous la forme d’un arc de cercle autour de l’axe X.
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, chaque secteur 16 comprend une rainure amont 31 dans laquelle est logé un crochet amont 32 du carter 4 et une patte aval 33 qui est solidarisée à un crochet aval 34 du carter 4 via un élément de maintien 35. L’élément de maintien 35 a en section transversale une forme en « U ».
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, le rebord 20 de chaque secteur 16 est disposé en amont de la couche abradable 19. Le rebord 20 recouvre ainsi radialement les sommets 11 des aubes 9 entourées par le secteur 16.
Le rebord 20 est notamment défini par un bord amont 36, une première face 23, une seconde face 37 et un bord aval 38.
Plus précisément, le bord amont 36 est en section transversale droit et radial.
La première face 23 (ci-après appelée « face inclinée ») est en section transversale inclinée par rapport à l’axe X. La dimension radiale de la face inclinée 23 diminue de l’amont vers l’aval, de manière à dévier les gaz d’échappement G en direction de l’axe X.
La face inclinée 23 se trouve ici dans le prolongement de la plateforme externe 7 du distributeur 3, pour minimiser les perturbations.
La seconde face 37 est en section transversale droite et axiale (c’est-à-dire suivant l’axe X).
Le bord aval 38 est en section transversale droit et radial. Le bord aval 38 se trouve en regard du bord d’attaque 13 de la pale 10 au niveau de son sommet 11.
Tel qu’illustré sur les figures, la couche abradable 19 de chaque secteur 16 présente ici une épaisseur constante.
Tel qu’illustré sur la , chaque secteur 16 comprend une rangée de premiers circuits 21 répartis autour de l’axe X de façon régulière. Chaque secteur 16 comprend également un unique second circuit 27.
Les premiers et second circuits 21, 27 sont alimentés par de l’air comprimé (air de refroidissement ou air froid) qui est acheminé jusqu’à une enceinte 39 définie radialement entre le carter 4 et l’anneau 15. L’air comprimé provient ici d’un compresseur de la turbomachine 2.
Tel qu’illustré sur la , le second circuit 27 comporte trois rangées de quatre passages 28. Les passages 28 d’une même rangée étant répartis autour de l’axe X de façon régulière. Les passages 28 débouchent chacun sur la couche abradable 19, et plus précisément sur la surface interne 40 de la couche abradable 19.
Tel qu’illustré sur la , les passages 28 sont orientés de sorte que les jets d’air J2 correspondants soient projetés sur les sommets 11 des aubes 9.
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, les passages 28 s’étendent chacun de façon inclinée par rapport à l’axe X.
Les passages 28 s’étendent chacun d’amont en aval, en référence au sens d’écoulement des gaz d’échappement G, depuis leur entrée d’air 25 jusqu’à leur sortie d’air 26.
Les passages 28 s’étendent chacun radialement de l’extérieur vers l’intérieur depuis leur entrée d’air 25 jusqu’à leur sortie d’air 26.
Le passages 28 sont alimentés par un renfoncement 29 central qui est formé dans le corps 17 du secteur 16 et qui est ouvert vers l’extérieur. Le renfoncement 29 est notamment défini par une paroi de fond 41 et une paroi latérale amont 42 du corps 17. Les passages 28 sont en partie formés dans la paroi de fond 41 du corps 17 et en partie dans la couche abradable 19.
Une tôle 30 percée recouvre le renfoncement 29. La tôle 30 comprend une pluralité de trous 46 pour permettre à l’air de refroidissement de passer de l’enceinte 39 à un logement 43 défini entre la tôle 30 et la paroi de fond 41 du corps 17.
Tel qu’illustré sur les figures 1 à 3, chaque premier circuit 21 comprend quatre conduits 22a-22d superposés, à savoir un premier conduit 22a, un second conduit 22b, un troisième conduit 22c et un quatrième conduit 22d. Les conduits 22a-22d sont référencés de l’extérieur vers l’intérieur.
Les premier et second conduits 22a, 22b débouchent sur la couche abradable 19, et plus précisément sur la surface interne 40 de la couche abradable 19.
Les troisième et quatrième conduits 22c, 22d débouchent sur le rebord 20, et plus précisément sur le bord aval 38 du rebord 20.
Tel qu’illustré sur la , les conduits 22a-22d sont orientés de sorte que les jets d’air J1 correspondants soient projetés sur les sommets 11 des aubes 9.
Plus précisément, les premier, second et troisième conduits 22a-22c s’étendent chacun de façon inclinée par rapport à l’axe X. Le quatrième conduit 22d s’étend de façon parallèle à l’axe X.
Les conduits 22a-22d s’étendent chacun d’amont en aval, en référence au sens d’écoulement des gaz d’échappement G, depuis leur entrée d’air 25 jusqu’à leur sortie d’air 26.
En outre, les premier, second et troisième conduits 22a-22c s’étendent chacun radialement de l’extérieur vers l’intérieur depuis leur entrée d’air 25 jusqu’à leur sortie d’air 26.
Les conduits 22a-22d sont alimentés par une chambre 24 commune qui est formée dans le corps 17. La chambre 24 comprend un orifice d’admission 44 qui communique directement avec l’enceinte 39. La chambre 24 est en partie formée dans la paroi latérale amont 42 et en partie dans le rebord 20 du corps 17.
Les premier, second et troisième conduits 22a-22c sont connectés directement avec la chambre 24. Le quatrième conduit 22d est connecté indirectement avec la chambre 24 via un raccord 45.
Tel qu’illustré sur la , les jets d’air J1, J2 issus des conduits 22a-22d et des passages 28 forment la couche d’air froid C (représentée en pointillés) entre les sommets 11 et l’anneau 15 qui non seulement participe au refroidissement des sommets 11, mais qui forme également une barrière (ou un obstacle) empêchant la remontée des gaz d’échappement G.
Le corps 17 du secteur 16 peut être métallique, céramique ou en matériau composite (par exemple un matériau composite à matrice céramique qui présente l’avantage de résister à de très haute température).
Le corps 17 du secteur 16 est par exemple réalisé via un procédé comportant premièrement l’obtention d’un corps brut (notamment sans les premier et second circuits 21, 27) via par exemple un procédé de moulage, et deuxièmement diverses opérations d’usinage réalisées sur le corps brut (notamment les premier et second circuits 21, 27), afin d’obtenir le corps fini 17.
Le corps 17 du secteur 16 pourrait également être obtenu par fabrication additive.
L’exemple illustré n’est en rien limitatif, le secteur 16 (ou l’anneau) selon l’invention pourrait bien évidemment être monté dans une turbine basse pression de la turbomachine.

Claims (10)

  1. Secteur (16) d’un anneau (15) pour une turbine (1) d’une turbomachine (2) d’aéronef, le secteur (16) étant circulaire autour d’un axe longitudinal (X), le secteur (16) comprenant un corps (17) ayant une face interne (18) sur laquelle est rapportée une couche abradable (19), la couche abradable (19) étant destinée à être en regard d’au moins un sommet (11) d’une aube (9) d’une roue (5) mobile,
    caractérisé en ce que le corps (17) comprend un rebord amont (20) qui fait saillie radialement vers l’axe (X) et qui dépasse la couche abradable (19), le rebord (20) étant destiné à recouvrir radialement le sommet (11) de l’aube (9), le secteur (16) comprenant en outre un premier circuit intérieur d’air (21) qui comporte au moins un conduit (22a-22d) débouchant sur le rebord amont (20) et/ou sur la couche abradable (19), le conduit (22a-22d) étant orienté de sorte que le jet d’air (J1) issu du conduit (22a-22d) soit projeté sur le sommet (11) de l’aube (9).
  2. Secteur (16) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le secteur (16) comprend un second circuit intérieur d’air (27) qui est indépendant du premier circuit intérieur d’air (21), le second circuit d’air (27) comportant au moins un passage (28) débouchant sur la couche abradable (19), le passage (28) étant orienté de sorte que le jet d’air (J2) issu du passage (28) soit projeté sur le sommet (11) de l’aube (9).
  3. Secteur (16) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le conduit (22a-22d) et le passage (28) sont chacun définis par une entrée d’air (25) et une sortie d’air (26), le conduit (22a-22d) et le passage (28) s’étendant chacun d’amont en aval depuis leur entrée d’air (25) jusqu’à leur sortie d’air (26).
  4. Secteur (16) selon la revendication 2 ou 3 lorsqu’elle dépend de la revendication 2, caractérisé en ce que le passage (28) est alimenté par un renfoncement (29) qui est formé dans le corps (17) du secteur (16) et qui est ouvert vers l’extérieur, le secteur (16) comprenant en outre une tôle (30) percée qui recouvre le renfoncement (29).
  5. Secteur (16) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rebord (20) présente une extrémité amont qui a en section transversale une face inclinée (23) par rapport à l’axe (X), la dimension radiale de la face inclinée (23) diminuant de l’amont vers l’aval, de manière à dévier les gaz d’échappement (G) en direction de l’axe (X).
  6. Secteur (16) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le premier circuit d’air (21) comprend plusieurs conduits (22a-22d) qui débouchent chacun sur le rebord amont (20) et/ou sur la couche abradable (19), chaque conduit (22a-22d) étant orienté de sorte le jet d’air (J1) correspondant soit projeté sur le sommet (11) de l’aube (9), les conduits (22a-22d) étant alimentés par une chambre (24) commune qui est formée dans le corps (17).
  7. Secteur (16) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le secteur (16) comprend plusieurs premiers circuits d’air (21) répartis autour de l’axe (X), les premiers circuits d’air (21) étant de préférence répartis de façon régulière.
  8. Anneau (15) pour une turbine (1) d’une turbomachine (2) d’aéronef, l’anneau (15) comprenant une pluralité de secteurs (16) selon l’une des revendications précédentes, les secteurs (16) étant disposés bout à bout autour de l’axe (X).
  9. Turbine (1) d’une turbomachine (2) d’aéronef comprenant un anneau (15) selon la revendication précédente et une roue (5) mobile disposée à l’intérieur de l’anneau (15), la roue (5) mobile comportant un disque (48) portant une rangée annulaire d’aubes (9), chaque aube (9) comprenant une pale (10) qui présente un sommet (11) à son extrémité externe libre, les couches abradables des différents secteurs (16) de l’anneau (15) étant en regard des sommets (11) des aubes (9).
  10. Turbomachine (2) d’aéronef comprenant une turbine (1) selon la revendication précédente.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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