Brevet FR2362271A1 — publié le 19780317

L'invention se rapporte à une turbomachine thermique à ailettes directrices et ailettes mobiles, chacune des ailettes d'au moins une rangée étant équipée d'au moins une plaque de recouvrement comportant au moins un élément d'étanchéité destiné à réduire les courants de fuite à extérieur du corps de l'ailette, un élément d'amortissement reliant ces plaques de recouvrement. Une disposition connue dans les turbomachines thermiques - parmi lesquelles il faut entendre les turbines à vapeur, les turbines à gaz et les compresseurs axiaux - à ailettes mobiles et ailettes directrices et dont les ailettes dtau moins certaines des rangées sons équipées de plaques de recouvrement, consiste à usiner des pointes constituant des garnitures de la matière meme des plaques de recouvrement elle s- memes pour établir un barrage entre les ailettes directrices et le rotor et entre les ailettes mobiles et le porte-aubage. Ce mode de réalisation exige toutefois de nombreuses passes d'usinage, il est très complexe et donc il est coûteux. Différents dispositifs et éléments sont connus pour l'amortissement des vibrations des ailettes. Il est possible par exemple de souder les unes aux autres les plaques de recouvrement d'un groupe d'ailettes, de les serrer les unes contre les autres par une précontrainte de torsion ou de flexion ou encore de relier toutes les plaques de recouvrement d'une rangée d'ailettes par un fil encastré dans une mortaise de ces plaques. Ce dernier mode de réalisation n'est pas applicable ou ne l'est que très difficilement aux plaques de recouvrement dans la masse desquelles sont usinées des pointes de garniture, car la base de ces dernières est relativement large et la place encore disponible pour un fil d'amortissement est très faible, en particulier lorsque les ailettes sont petites. L'invention adonc pour objet une garniture d'étanchéité simple et bon marché entre les plaques de recouvrement des ailettes et le composant qui leur fait face dans les turbomachines du type spécifié, cette garniture permettant néanmoins de garantir un amortissement bon et fiable des vibrations des ailettes. Selon une particularité essentielle de l'invention, l'élément formant garniture d'étanchéité et amortisseur consiste en une bande orientée dans le sens de la circonférence et refermée sur elle-même, logée dansunegorge usinée dans les plaques de recouvrement et dans laquelle elle est fixée au moyen d'un fil métallique. L'avantage de ce mode de réalisation est que la bande assume la fonction double de garniture d'étanchéité et d'élément amortisseur. La bande d'étanchéité étant continue et reliant toutes les ailettes d'une rangée, elle constitue simultanément un amortisseur. L'encombrement est bien moindre que dans les modes de réalisation comparables de l'art antérieur, de sorte qu'il est possible d'adopter des pas plus étroits que jusqu'à présent, donc de loger sans difficulté plusieurs bandes d'étanchéité sur chacune des rangées d'ailettes.Le mode de fixation simple, qui convient aussi bien pour les ailettes mobiles, malgré les grands efforts que les forces centrifuges lui font subir, que pour les ailettes directrices, exige relativement peu de main-d'oeuvre et le prix de revient des bandes d'étanchéité est beaucoup plus faible que celui de l'usinage des pointes de garniture qui était effectué par les modes de réalisation antérieurs dans la matière même des plaques de recouvrement. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel la figure 1 est une coupe axiale partielle avec élévation partielle d'une turbomachine thermique ; et la figure 2 en représente un détail à échelle agrandie. La figure 1 illustre une ailette mobile 1 dont le pied 3, dit en tête de marteau, est fixé dans le rotor 2 et qui comporte une plaque de recouvrement 4. Bien entendu, une rangée de telles ailettes est disposée sur le pourtour total du rotor, de manière bien connue. L'ailette directrice 5, qui comporte une plaque de recouvrement 6, est montée dans le porte-aubage 7 dans lequel elle est fixée par une clavette 8. Les ailettes directrices forment aussi une rangée refermée sur elle-même. Des bandes d'étanchéité 9 logées dans la plaque de recouvrement 4 de l'ailette mobile 1 forment ensemble, avec des éléments de garniture 10 du porte-aubage 7 des ailettes directrices, un joint en labyrinthe. Ce dernier réduit le courant inévitable de fuite à l'extérieur du corps des ailettes, donc entre la plaque de recouvrement rotative 4 et le porte-aubage fixe 7 des ailettes directrices. La figure 2 illustre en coupe transversale une bande d'étanchéité 9 en forme de Jet dont la partie en fer à cheval est logée dans une gorge 11 de la plaque de recouvrement 4. Elle y est retenue par un fil métallique 12 qui est encastré ou maté, mais qui peut aussi avoir subi une opération de mandrinage. La bande 9 et le fil 12, qui contribuent ensemble à amortir les vibrations des ailettes, sont disposés dans le sens de la circonférence et sur toutes les -ailettes d'une rangée, de sorte qu'ils forment un anneau fermé qui relie les plaques de recouvrement étroitement adjacentes. Les bandes d'étanchéité 13 logées dans les plaques de recouvrement 6 des ailettes directrices 5 forment de la même manière, avec les éléments de garniture 14 disposés dans le rotor 2 (figure 1), un joint en labyrinthe. Des bandes de recouvrement et des fils métalliques matés ou mandrinés relient aussi les plaques de recouvrement des ailettes directrices, de la même manière que sur la rangée des ailettes mobiles, de sorte que les vibrations des ailettes directrices sont amorties. I1 faut encore mentionner que les ailettes d'une seule ou de certaines des rangées d'une turbomachine, mais aussi que toutes les ailettes des rangées qui sont équipées de plaques de recouvrement peuvent être reliées de la manière décrite par des bandes d'étanchéité. Par ailleurs, la section de ces bandes peut avoir toute autre forme convenant à la fonction qui lui est assignée, par exemple en cornière. Les matériaux du fil et des bandes d'étanchéité sont les mêmes que ceux utilisés de manière générale à cette fin dans les turbomachines. REVh'NDICATIONS 1. Turbomachine thermique à ailettes directrices et ailettes mobiles et dont chacune des ailettes d'au moins une rangée est équipée d'une plaque de recouvrement comportant au moins un élément d'étanchéité destiné à réduire le courant de fuite à l'extérieur du corps des ailettes, un élément d'amortissement reliant par ailleurs les plaques de recouvrement, turbomachine caractérisée en ce qu'une bande (9, 13) formant un élément d'étanchéité ainsi qu'un élément d'amortissement et disposée dans le sens circonférentiel est logée dans une gorge (11) des plaques de recouvrement (4 ou 6) dans laquelle elle est fixée à l'aide d'un fil métallique (21, 2. Turbomachine-selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite bande (9, 13) a une section en J. 3. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le-fil (12) de retenue de la bande d'étanchéité et d'amortissement (9, 13) est fixé par matage ou mandrinage.