Brevet FR2589546A1 — publié le 19870507

SYSTEME DE FERMETURE ETANCHE ENTRE DEUX OU PLUSIEURS ORGANES La présente invention concerne un système de fermeture étanche entre deux ou plusieurs organes, et vise particuliè- rement un système de fermeture étanche entre aubes adjacen- tes d'une turbomachine à gaz. Dans une turbomachine à gaz il est normalement né- cessaire de déterminer un système de fermeture étanche entre les parties d'aubes adjacentes qui font partie de l'anneau d'écoulement, c'est-à-dire entre les plates-formes d'emplan- ture et/ou entre les plates-formes extérieures. Un système de fermeture étanche bien connu comprend une bande plate en métal qui est disposée le long de l'in- terstice entre plates-formes et s'étend dans un évidement dans chacune des plates-formes, comme le montre la figure A du dessin annexé. En fonctionnement, la force très élevée des gaz qui agit sur la bande la repousse contre la paroi de chaque évidement de façon continue le long de sa longueur de ma- nière à obtenir un joint étanche à l'air. Mais on a constaté qu'en raison des mauvaises tolé- rances de fabrication et d'assemblage, chaque fente peut être disposée en formant un angle en oblique par rapport à la fente adjacente, ce qui fait que les évidements ne sont pas parallèles le long de leurs longueurs. Quand on constate une telle situation, il est impossible de rendre étanche l'interstice entre plates-formes avec une bande plate. La pression nette des gaz qui agit sur la bande tend à faire basculer cette bande et à en soulever l'un des bords qui perd alors son contact avec son bord associé, ceci permettant à l'air de s'échapper par le joint. Un but de la présente invention est de proposer un système de fermeture étanche qui réduise et éventuellement élimine le problème susmentionné; selon la présente invention, il est proposé un sys- tème de fermeture étanche pour une turbomachine à gaz du type comprenant un ensemble de segments espacés angulai- rement, qui comportent une ou plusieurs aubes et dans les- quels chacun des segments présente une ou plusieurs parties d'extrémité comprenant au moins un évidement avec deux côtés, qui coopère avec un évidement correspondant dans une partie d'extrémité d'une aube adjacente pour former un vide dans lequel l'organe de fermeture étanche est inséré, cet organe de fermeture étanche étant constitué par une bande de métal de forme courbe en section transversale, avec un côté con- vexe, un côté concave et deux bords. De préférence, le système de fermeture étanche pré- sente une hauteur - mesurée en tant que distance perpendicu- laire entre le plan contenant les deux bords de l'organe et un point situé le plus loin de ce plan sur le côté convexe dudit système - qui est supérieure à la distance perpendi- culaire entre les deux faces latérales d'un évidement, de telle manière que le système soit amené à se disposer à ajus- tage serré dans cet évidement. L'invention sera ci-après décrite plus en détail et à seul titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels: à gaz tion, La figure A La figure] montrant un représente l'art antérieur, est une vue schématique d'une turbomachine mode de réalisation de la présente inven- La figure 2 est une vue partie du mode de réalisation La figure 3 est une vue de la figure 2, La figure 4 est une vue de la figure 2, La figure 5 est une vue de la figure 4, La figure 6 est une vue de la figure 3, en perspective agrandie d'une montré à la figure 1, en direction de la flèche A en direction de la flèche B en coupe selon la ligne C-C en coupe selon la ligne D-D La figure 7 est, à plus grande échelle, une vue en coupe selon la ligne D-D de la figure 3, montrant les seg- ments dans leur position déplacée. En se référant à la figure 1, une turbomachine à gaz, désignée de façon générale par 10, comprend une admission 12, une section à compression 13, une section de combustion 14 et une section à turbine 15 se terminant par une tuyère d'échappement 16. Une partie découpée du carénage entourant la section à turbine 15 montre schématiquement les aubes de la turbine incorporant la présente invention. La figure 2 est une vue en perspective agrandie de la partie découpée de la figure 1, et représente deux aubes 17 et 18, chacune comprenant une section en forme de plan aéro- dynamique 19, une plate-forme extérieure 20 et une plate- forme intérieure 21. La plate-forme extérieure 20 et la plate-forme intérieure 21 des deux aubes 17, 18 sont reliées d'un seul tenant l'une à l'autre pour former un segment 22. Les faces d'extrémité 23 et 24 de la plate-forme intérieure 21 et/ou de la plate-forme extérieure 20 sont munies d'un évidement 25 qui s'étend axialement et fait partie du sys- tème de fermeture étanche. Chaque évidement 25 coopère avec un second évidement 25 formé dans les faces d'extrémité 23, 24 du segment adjacent suivant 22 (représenté en traits discontinus aux figures 5 ou 6) pour déterminer un vide 26 dans lequel est disposé le système de fermeture étanche 27. Ce système de fermeture étanche 27, que l'on voit plus clairement à la figure 7, est constitué par une bande de métal de forme courbe en section transversale, et qui pré- sente un côté convexe 30, un côté concave 31 et deux bords X,Y. Si l'on se réfère maintenant aux dessins en général, mais en particulier aux figures 5 à 7, on voit que le système de fermeture étanche 27 est disposé le long de l'interstice 28 entre plates-formes et s'étend dans l'évi- dement 25 de chaque face d'extrémité 23, 24, de telle manière que les bords X,Y et le côté convexe 30 agissent contre les parois latérales de l'évidement 29. Comme le montre particulièrement la figure 7, le système de fermeture étanche 27 a une hauteur H qui est légèrement plus importante que la distance perpendicu- laire h entre les deux parois latérales 29 de chaque évi- dement 25. Après assemblage, une petite différence (H-h) amène le système de fermeture étanche 27 à se déformer de façon continue le long de sa longueur de manière que chaque bord X, Y du système de fermeture étanche 27 est aligné avec les parois 29 de l'évidement 25 et s'applique de façon étanche contre elles, et que le côté convexe 30 est appli- qué de façon étanche contre une ou deux des parois opposées 29. En fonctionnement, le système de fermeture étanche 27 est disposé de telle manière que son côté convexe 30 subisse la pression la plus élevée, ce qui amène la charge de contact appliquée par lesdits bords X,Y contre les pa- rois 29 à augmenter encore plus, déterminant ainsi un joint plus efficace. Il est compréhensible que l'on peut toujours obtenir un joint efficace sans l'aide de la disposition à ajustage serré (H-h). Dans le cas de H toute la longueur centrale de l'organe de fermeture étan- che 27. Il est aussi compréhensible qu'alors que les parois 29 de l'évidement sont montrées parallèles l'une à l'autre sur les dessins, elles peuvent ne pas l'être et en fait aller en se rétrécissant vers l'intérieur en direction de la base de l'évidement 25 pour faciliter la mise en place des joints 27. Il est également compréhensible qu'alors que l'invention a été décrite en vue de son utilisation entre parties d'aubes adjacentes d'une turbomachine à gaz, elle peut être également utilisée entre parties adjacentes de tous organes ayant besoin d'un joint efficace. Un exemple d'un tel organe est un rotor d'une turbo- machine à gaz. Dans une telle application, il convient de tenir compte de la force centrifuge qui agit sur le joint 27 pendant le fonctionnement du moteur. De préférence, le joint 27 peut être disposé de manière telle que le côté convexe 30 subisse la charge créée par la force centrifuge de sorte que le rendement du joint soit encore augmenté. Bien que le joint 27 ait été illustré sous une forme courbe en section transversale, d'autres formes peuvent être utilisées, telle qu'une forme en V. La seule exigence fonctionnelle étant qu'un côté 31 du joint 27 soit généra- lement en creux, alors que l'autre côté 30 soit conformé pour permettre la déformation du joint 27 quand il est soumis à une pression provenant d'une source extérieure. - REVENDICATIONS - 1. Système de fermeture étanche pour établir un joint entre deux ou plusieurs organes munis chacun d'au moins un évidement qui présente deux parois latérales, et coopère avec un évidement correspondant d'un organe adjacent pour former un vide dans lequel le système de fermeture étanche est inséré, caractérisé en ce que le système de fermeture étanche 427). est-constitué par une bande présentant un côté convexe (30), un côté concave (31) et deux bords (X,Y). 2. Système de fermeture étanche selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les organes sont des segments (17,18) espacés angulairement d'une turbomachine à gaz (10) chaque segment (17,18) étant muni d'une aube (19) et d'une ou plusieurs parties d'extrémité (20, 21) munies d'au moins l'un desdits évidements (25). 3. Système de fermeture étanche selon l'une des re- vendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il a une hauteur (H), mesurée en tant que distance perpendiculaire entre un plan contenant les deux bords (X,Y) du système et le point situé le plus loin dudit plan sur le côté convexe de ce système, qui est supérieure à la distance perpendiculaire (h) entre les deux côtés de chacun des évidements (25) dé- finissant le vide (26) dans lequel est inséré le système de fermeture étanche (27). 4. Système de'fermeture étanche pour turbomachine à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une ou les parties d'extrémité (21) est ou sont constituées par la partie de plate-forme intérieure d'une aube (17, 18). 5. Système de fermeture étanche pour turbomachine à gaz selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'une ou les parties d'extrémité (20) est ou sont constituées par la partie de plate-forme extérieure d'une aube (17,18). rk'