Brevet FR2908815A1 — publié le 20080523

B 07/3855 FR 1 Société dite : GENERAL ELECTRIC COMPANY Invention de : FEENY Sean Douglas MONTGOMERY Michael BOWEN Mark SWAN Stephen CARUSO David REN Wei-Min HAMLIN Michael SIMKINS Jeffrey Priorité d'une demande de brevet déposée aux Etats-Unis d'Amérique le 16 novembre 2006 sous le n 11/600.539 2908815 2 Protections de joint de turbine Cette présente demande concerne de façon générale des systèmes pour protéger des composants de turbine de dépôts et d'une érosion par des particules solides. De façon plus caractéristique, mais non à titre de limitation, la présente demande concerne des systèmes pour procurer une protection de joint pour dévier des particules solides loin de composants de joint de turbine. Des turbines à vapeur et/ou à gaz utilisent généralement des joints annulaires entre les parties fixes et rotatives pour minimiser les fuites secondaires. La prévention ou la réduction de ces fuites permet de maximiser le rendement de la turbine grâce au forçage d'un plus grand pourcentage de l'écoulement d'échappement sur les aubes de turbine. Cependant, il y a souvent des impuretés ou des particules solides dans le fluide de travail. En général, les particules solides accélèrent à de hautes vitesses à travers l'étage de diaphragme de la turbine (ou, autrement dit, lorsqu'elles se déplacent le long des aubes fixes du distributeur). En se déplaçant à ces vitesses élevées, les particules solides peuvent provoquer une érosion, une dégradation, et produire en résultat une rugosité de surface accrue sur l'un quelconque des composants de turbine aval avec lesquels elles peuvent venir en contact, y compris les joints annulaires. En plus de l'érosion, ces particules solides peuvent également se fixer aux composants rotatifs ou fixes, ce qui modifie les surfaces d'écoulement et provoque potentiellement des détériorations par frottement. Les composants de turbine qui résident dans le trajet d'écoulement de vapeur principal sont généralement protégés à l'aide de revêtements spécialisés ou d'un 2908815 3 procédé de trempe mécanique. Cependant, les composants associés aux joints annulaires sont, de façon caractéristique, réalisés à partir de matériaux plus mous et ne sont pas traités avec des revêtements spécialisés 5 ou mécaniquement durcis, car le matériau plus mou est souhaitable dans le cas où un frottement entre les composants fixes et rotatifs se produit. Des particules solides qui viennent en contact avec les composants de joint annulaire provoquent souvent, par conséquent, 10 l'apparition d'une érosion et d'une dégradation. Cette érosion comprend l'aplatissement ou l'arrondissement des dents en chevauchement qui constituent les joints annulaires, ce qui, au cours du temps, amène des problèmes de performances et de fiabilité potentiellement 15 plus grands si l'intégrité structurelle de l'une quelconque des dents est compromise. Des particules solides peuvent également se trouver logées à l'intérieur du joint annulaire, ce qui, étant donnée la vitesse de rotation des parties rotatives et les tolérances à 20 l'intérieur du joint entre les parties fixes et rotatives, peut provoquer une détérioration significative du joint. Dans cette situation, la particule solide peut provoquer le frottement des surfaces rotatives et fixes, ce qui peut compromettre l'intégrité structurelle du 25 joint annulaire et/ou détériorer les dents en chevauchement qui constituent le joint, produisant une fuite accrue et un rendement réduit de la turbine. Par conséquent, les joints annulaires, ainsi que d'autres composants sensibles de turbines à vapeur et à 30 gaz, doivent être mieux protégés de ces impuretés de particules solides. Des systèmes selon la technique existante n'ont pas traité de façon satisfaisante ce problème actuel. Par conséquent, il existe un besoin pour des systèmes améliorés pour protéger les joints et 2908815 4 d'autres composants vis à vis d'impuretés de particules solides se déplaçant dans le trajet d'écoulement. La présente demande peut par conséquent décrire un système pour empêcher une érosion due à des particules 5 solides dans une turbine. La turbine peut comprendre des aubes de turbine qui comprennent une tête d'aube et une ouverture définie par un bord de fuite d'un aubage distributeur et un bord d'attaque de la tête d'aube. Le système peut comprendre au moins l'une parmi une ailette 10 axiale amont positionnée au niveau du bord de fuite de l'aubage distributeur et une ailette axiale aval positionnée au niveau du bord d'attaque de la tête d'aube. Le bord de fuite de l'aubage distributeur peut comprendre une paroi latérale extérieure. 15 Dans certaines réalisations, l'ailette axiale amont peut comprendre une ailette qui fait saillie à partir de la paroi latérale extérieure dans une direction aval. L'ailette axiale amont peut s'étendre d'une façon circonférentielle sensiblement continue. Dans d'autres 20 réalisations, l'ailette axiale amont peut comprendre une ailette qui s'étend d'une façon axiale sur au moins une partie de l'ouverture. Dans certaines réalisations, l'ailette axiale aval peut comprendre une ailette qui fait saillie à partir de 25 la tête d'aube dans une direction amont. L'ailette axiale aval peut de plus comprendre une ailette qui s'étend d'une façon axiale sur au moins une partie de l'ouverture. L'ailette axiale aval peut s'étendre d'une façon circonférentielle sensiblement continue. 30 Dans certaines réalisations, le système peut comprendre tout à la fois une ailette axiale amont et une ailette axiale aval. L'ailette axiale amont et l'ailette axiale aval peuvent comprendre approximativement la même position radiale et s'étendre sensiblement sur la 35 distance axiale de l'ouverture. Dans d'autres 2908815 5 réalisations, l'ailette axiale aval peut être positionnée radialement légèrement plus à l'extérieur que l'ailette axiale amont. L'ailette axiale aval et l'ailette axiale amont peuvent se chevaucher axialement. 5 L'ailette axiale amont peut faire partie intégrante de la paroi latérale extérieure. Dans certaines réalisations, l'ailette axiale amont peut être fixée à la paroi latérale extérieure par soudage ou martelage. Le système peut de plus comprendre une rainure aval 10 positionnée dans le bord d'attaque de la tête d'aube. L'ailette axiale amont peut s'étendre sur l'ouverture et s'achever à l'intérieur de la rainure aval. Dans d'autres réalisations, le système peut de plus comprendre une rainure amont positionnée dans le bord de fuite de 15 l'aubage distributeur. L'ailette axiale aval peut s'étendre sur l'ouverture et s'achever à l'intérieur de la rainure aval. La demande peut de plus décrire une protection de joint dans une turbine, dans laquelle la turbine comprend 20 une pluralité d'aubes de distributeur circonférentiellement espacées, une pluralité d'aubes de turbine circonférentiellement espacées qui comprennent chacune une tête d'aube, et une ouverture définie par un bord de fuite des aubes de distributeur et un bord 25 d'attaque des têtes d'aube. La protection de joint peut comprendre une ailette axiale amont positionnée au niveau du bord de fuite des aubes de distributeur, qui s'étend dans une direction aval sur au moins une partie de l'ouverture ou une ailette axiale aval positionnée au 30 niveau d'un bord d'attaque d'une tête d'aube qui s'étend dans une direction amont sur au moins une partie de l'ouverture. Dans certaines réalisations, le système peut comprendre tout à la fois l'ailette axiale amont et l'ailette axiale aval, et l'ailette axiale amont et 35 l'ailette axiale aval peuvent comprendre 2908815 6 approximativement la même position radiale et s'étendre sensiblement sur la distance axiale de l'ouverture. Dans d'autres réalisations, l'ailette axiale aval peut être positionnée radialement légèrement plus à l'extérieur que 5 l'ailette axiale amont, et l'ailette axiale amont et l'ailette axiale aval peuvent se chevaucher axialement. Dans certaines réalisations, le système peut comprendre une rainure aval positionnée dans le bord d'attaque de la tête d'aube. L'ailette axial amont peut 10 s'étendre sur l'ouverture et s'achever à l'intérieur de la rainure aval. Dans d'autres réalisations, le système peut comprendre une rainure amont positionnée au bord de fuite de l'aubage distributeur. L'ailette axiale aval peut s'étendre sur l'ouverture et s'achever à l'intérieur 15 de la rainure amont. Ces éléments et caractéristiques de la présente demande, ainsi que d'autres, apparaîtront de façon plus évidente lors de l'étude de la description détaillée qui suit des réalisations préférées, prises en relation avec 20 les dessins et les revendications jointes. La figure 1 est un dessin au trait schématique illustrant une vue en coupe transversale d'un exemple d'environnement, à savoir un étage de turbine classique, dans lequel une réalisation selon la présente demande 25 peut fonctionner. La figure 2 est un dessin au trait schématique illustrant une vue en coupe transversale d'un étage de turbine avec une protection de joint selon un exemple de réalisation de la présente demande. 30 La figure 3 est un dessin au trait schématique illustrant une vue en coupe transversale d'un étage de turbine avec une protection de joint selon une autre variante de réalisation de la présente demande. La figure 4 est un dessin au trait schématique 35 illustrant une vue en coupe transversale d'un étage de 2908815 7 turbine avec une protection de joint selon une autre variante de réalisation de la présente demande. La figure 5 est un dessin au trait schématique illustrant une vue en coupe transversale d'un étage de 5 turbine avec une protection de joint selon une autre variante de réalisation de la présente demande. La figure 6 est un dessin au trait schématique illustrant une vue en coupe transversale d'un étage de turbine avec une protection de joint selon une autre 10 variante de réalisation de la présente demande. Si l'on se réfère à présent aux figures, dans lesquelles les différents numéros représentent des parties identiques dans toutes les différentes vues, la figure 1 illustre une vue en coupe transversale d'un 15 exemple d'environnement dans lequel une réalisation selon la présente demande peut fonctionner, un étage de turbine 10. L'étage de turbine 10 peut être un étage à l'intérieur d'une turbine à vapeur ou à gaz ou d'un autre type de turbomachine. L'étage de turbine 10 peut 20 comprendre une pluralité d'aubes de distributeur circonférentiellement espacées 12. L'aube de distributeur 12 peut être un composant fixe qui dirige l'écoulement d'un fluide de travail sur une pluralité d'aubes de turbine circonférentiellement espacées 14. L'aube de 25 turbine 14 peut comprendre un profil 16, qui s'étend à partir d'une base 18. La base 18 de l'aube de turbine 14 peut être reliée à un rotor (non représenté) de telle manière que, lors du fonctionnement, la configuration du profil 16 et l'écoulement du fluide de travail font 30 tourner les aubes de turbine 14 autour du rotor, de façon à convertir ainsi l'énergie de l'écoulement de fluide de travail en énergie mécanique. A l'extrémité radiale extérieure du profil 16, chacune des aubes de turbine 14 peut être reliée à une 35 tête d'aube 20. La tête d'aube 20 peut être intégrée à 2908815 8 l'aube de turbine 14 ou peut être fixée à celle-ci selon des procédés classiques. En général, la tête d'aube 20 peut être une surface ou une structure à l'extrémité radiale extérieure du profil 16 qui s'étend de façon 5 sensiblement perpendiculaire à la surface du profil 16. Entre autres, les têtes d'aube peuvent empêcher un fluide de travail de fuir sur l'extrémité du profil 16, ce qui est avantageux parce qu'un fluide de travail qui fuit sur l'extrémité du profil 16 fait moins de travail, diminuant 10 ainsi le rendement de la turbine. La tête d'aube 20 peut également être connue sous la forme d'un capot d'extrémité ou d'une tête d'aube. Chacune des têtes d'aube 20 peut s'étendre d'une façon circonférentielle vers les têtes d'aube 20 des aubes de turbine voisines 15 14. Chacune des têtes d'aube 20 peut buter sur les deux têtes d'aube 20 voisines. De cette façon, les têtes d'aube 20 peuvent créer un anneau circonférentiel essentiellement continu (bien que segmenté) à l'intérieur de la turbine. Dans un autre type de construction, les 20 têtes d'aube peuvent s'étendre sur plusieurs aubes de turbine. Ces têtes d'aube plus grandes (non représentées) peuvent alors buter les unes contre les autres de façon à former l'anneau circonférentiel à l'intérieur de la turbine. En une surface radiale extérieure 22 de la tête 25 d'aube 20, une ou plusieurs dents de tête 24 peuvent être positionnées. Les dents de tête 24, qui peuvent également être connues sous le nom de dents de vernier, peuvent comprendre des saillies effilées ou à épaulement qui pointent dans la direction radiale extérieure à partir de 30 la surface radiale extérieure 22. Radialement à l'extérieur de la tête d'aube 20, l'étage de turbine 10 peut de plus comprendre une bande de débordement 26. La bande de débordement 26 peut être un composant fixe qui comprend une série de segments en 35 arc en butée qui, lors de l'assemblage, créent un anneau 2908815 9 circonférentiel essentiellement continu dans la turbine. En une surface radiale intérieure 28 de la bande de débordement 26, une ou plusieurs dents de bande de débordement 30 peuvent être positionnées. Les dents de 5 bande de débordement 30, qui peuvent être du type à vernier, du type haut-bas, du type à verrouillage mutuel, ou de n'importe quel autre type couramment utilisé de dents de joint, peuvent comprendre des saillies effilées ou à épaulement qui pointent dans la direction radiale 10 intérieure à partir de la surface radiale intérieure 28. Les dents de bande de débordement 30 et les dents de tête 24 peuvent être positionnées de telle sorte qu'elles forment un joint 32 entre la tête d'aube 20 et la bande de débordement 26, celui-ci pouvant également être 15 désigné sous le nom de joint annulaire, haut-bas, à verrouillage mutuel, ou de vernier. De façon plus caractéristique, les dents de bande de débordement 30 et les dents de tête 24 peuvent constituer des dents de chevauchement ou de verrouillage mutuel le long de la 20 longueur axiale de la tête d'aube 20/bande de débordement 26, de telle sorte qu'un joint soit créé, celuici limitant le déplacement axial du fluide de travail dans cette zone. La bande de débordement 26 peut être reliée ou faire partie intégrante d'un carter de turbine 34, qui 25 peut constituer un carter extérieur qui renferme la turbine. De plus, dans d'autres ensembles, la bande de débordement 26 peut être montée dans le carter, un support d'aube/anneau de diaphragme, ou l'anneau de diaphragme/aube aval. 30 Un fluide de travail, tel que de l'air dans une turbine à gaz ou de la vapeur dans une turbine à vapeur, peut s'écouler à travers l'étage de turbine 10. De façon caractéristique, le fluide de travail s'écoule à travers un trajet d'écoulement principal de la turbine (ou, 35 autrement dit, à travers les aubes de distributeur 12, 2908815 10 puis à travers les profils 16). L'écoulement du trajet d'écoulement principal est représenté en figure 1 par des flèches 36. Dans une configuration de turbine classique, il y a une ouverture 38 disposée entre le bord de fuite 5 extérieur de l'aubage distributeur 12 et le bord d'attaque intérieur de la tête d'aube 20. Le fluide de travail peut s'écarter du trajet d'écoulement principal et s'écouler dans l'ouverture 38. La direction de cet écoulement est représentée en figure 1 par une flèche 40. 10 Le fluide de travail qui s'écoule dans l'ouverture 38 peut alors venir en contact avec les composants associés au joint 32, y compris les dents de bande de débordement 30 et les dents de tête 24. Certaines impuretés, qui, tel que ce terme est 15 utilisé ici, peuvent comprendre des particules solides ou d'autres impuretés, peuvent être contenues dans le fluide de travail. Ces particules solides peuvent s'écouler à l'intérieur du trajet d'écoulement principal (comme représenté par les flèches 36) et venir en contact avec 20 des composants de turbine à l'intérieur du trajet d'écoulement principal, tels que les aubes de distributeur 12 et les profils 16. Comme cela est décrit, les composants dans le trajet d'écoulement principal sont généralement protégés par des revêtements spécialisés ou 25 une trempe mécanique, de telle sorte qu'un contact avec des particules solides provoque peu, voire aucune, érosion ou dégradation aux composants. Les particules solides peuvent également s'écouler dans l'ouverture 38. La fréquence de cet événement est accrue par la distance 30 axiale relativement grande de l'ouverture 38 (ou, autrement dit, la distance axiale définie par le bord de fuite extérieur de l'aube de distributeur 12 et le bord d'attaque intérieur de la tête d'aube 20) dans une configuration de turbine classique. 2908815 11 De plus, la courbure relativement graduelle au bord d'attaque de l'ouverture 38 ne parvient à présenter une quelconque obstruction aux particules solides s'écoulant dans l'ouverture 38. Avec cette absence d'obstruction, la 5 vitesse de rotation de l'aube de turbine 14 peut agir de façon à "balayer" essentiellement les particules solides à l'intérieur de l'ouverture 38. De façon plus caractéristique, les particules solides tendent à se déplacer radialement vers l'extérieur du fait de la 10 rotation des aubes de turbine 14, ce qui augmente la probabilité pour que les particules solides entrent dans l'ouverture 38 étant donnée la configuration de turbine classique. On note que le bord d'attaque de l'ouverture 38 (ou, autrement dit, le bord de fuite de l'aube de 15 distributeur 12) est souvent défini par un composant de paroi latérale extérieur 46. En général, les ensembles distributeurs de turbine peuvent être construits à l'aide de plusieurs procédés. Un premier procédé comprend l'utilisation d'un distributeur 12 ayant une paroi 20 latérale extérieure 46 et une paroi latérale intérieure 47 formées d'un seul tenant. La paroi latérale extérieure 46 et la paroi latérale intérieure 47 sont utilisées pour souder le distributeur 12 directement entre un anneau extérieur 48 et un anneau intérieur 49. Les distributeurs 25 ayant cette configuration sont souvent appelés distributeurs singulets. Un deuxième procédé d'assemblage de distributeur (non représenté) utilise une construction à plate-forme/anneau. Dans ce type d'assemblage, les aubes de distributeur sont tout d'abord soudées entre des 30 plates-formes intérieure et extérieure, qui s'étendent sur environ 180 . Ces plates-formes en forme d'arc avec des profils soudés sont ensuite assemblées et soudées entre des anneaux de support intérieur et extérieur du stator de la turbine. Selon ce deuxième procédé 35 d'assemblage de distributeur, le bord d'attaque de 2908815 12 l'ouverture 38 serait défini par la plate-forme extérieure, qui n'est pas représentée dans les figures. Un troisième procédé d'assemblage (non représenté) utilise un ou plusieurs grands morceaux de matériau à 5 partir desquels les aubes de distributeur sont usinées. Ce procédé est souvent désigné sous le nom de construction "bling". Aux fins de simplicité, le bord d'attaque de l'ouverture 38 va être désigné généralement ici comme 10 étant le bord de fuite de l'aubage distributeur 12, et, de façon plus caractéristique, comme étant le bord de fuite de la paroi extérieure 46. Les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique reconnaîtront le fait que le bord d'attaque de l'ouverture 38, lorsque 15 d'autres configurations d'ensemble de distributeur sont utilisées, peut être défini par d'autres composants, tels que le composant de plate-forme extérieur décrit ci-dessus, ainsi que l'anneau extérieur 48, l'aube de distributeur 12 et/ou d'autres composants fixes. La 20 présente référence au bord de fuite de l'aube de distributeur 12 ou à la paroi latérale extérieure 46 vise par conséquent à inclure ces autres composants qui peuvent définir le bord d'attaque de l'ouverture 38 dans les autres types de configurations d'ensemble de 25 distributeur. Une fois dans l'ouverture 38, les particules solides peuvent venir en contact avec des composants qui, de façon caractéristique, sont constitués par des matériaux plus mous et qui ne sont pas traités avec des 30 revêtements spécialisés ni mécaniquement durcis, tels que les dents de tête 24 ou les dents de bande de débordement 30. Les particules solides qui viennent en contact avec ces composants du joint 32 provoquent souvent l'apparition d'une érosion, ce qui, au cours du temps, 35 peut détériorer de façon significative les dents de tête 2908815 13 24 et/ou les dents de bande de débordement 30, ce qui a un effet défavorable sur les performances du joint 32 et fait que les fuites augmentent. Autrement dit, si les dents deviennent usées et que le chevauchement entre les 5 dents de tête 24 ou les dents de bande de débordement 30 est diminué ou détruit, une plus grande quantité de fluide de travail sera susceptible de fuir à travers le joint 32. Bien évidemment, de l'énergie n'est pas extraite du fluide de travail qui traverse le joint, ce 10 qui diminue par conséquent le rendement de la turbine. Si l'on se réfère à présent à la figure 2, on trouve illustrée une réalisation d'une protection de joint 50 selon la présente demande, qui est illustrée en association avec l'étage de turbine 10. Les personnes 15 ayant une connaissance ordinaire de la technique reconnaîtront le fait que l'utilisation de l'étage de turbine 10 ne constitue qu'un exemple, et que la protection de joint 50 peut être utilisée avec d'autres configurations d'étage de turbine. La protection de joint 20 50 peut comprendre une ailette axiale amont 52 qui fait saillie dans une direction axiale aval à partir de la paroi latérale extérieure 46 de l'aubage directeur 12. Dans d'autres réalisations, plus d'une ailette axiale 52 peut être disposée. De façon plus caractéristique, 25 l'ailette axiale amont 52 peut faire saillie de façon axiale à partir de la paroi latérale extérieure 46 à travers l'ouverture 38. Dans certaines réalisations, l'ailette axiale amont 52 peut venir de l'anneau extérieur 48 (ou, autrement dit, l'ailette axiale amont 30 52 peut faire saillie d'une façon axiale à partir de l'anneau extérieur 48 à travers l'ouverture 38). A sa terminaison, le bord de fuite de l'ailette axiale amont 52 peut être disposé à proximité étroite du bord d'attaque de la tête d'aube 20. L'ailette axiale amont 52 35 peut s'étendre sur une partie ou sur la totalité de la 2908815 14 distance axiale de l'ouverture 38. Dans certaines réalisations, comme illustré en figure 2, l'extrémité de l'ailette axiale amont 52 peut s'effiler en une pointe 54. 5 L'ailette axiale amont 52 peut s'étendre d'une façon circonférentielle sensiblement continue à l'intérieur de la turbine. Autrement dit, dans certaines réalisations de construction de distributeur, les parois latérales extérieures 46 d'aubes de distributeur voisines 10 12 peuvent buter de façon à former un anneau circonférentiel sensiblement continu. L'ailette axiale amont 52 peut être configurée sur la paroi latérale extérieure 46 (ou, autrement dit, de telle sorte qu'elle recouvre la totalité de la longueur circonférentielle de 15 la paroi latérale extérieure 46) de telle sorte que l'ailette axiale amont 52 s'étende d'une façon continue (bien que segmentée) autour de la circonférence de la turbine. Dans d'autres réalisations de construction de distributeur, l'ailette axiale amont 52 peut s'étendre 20 d'une façon continue autour de la circonférence de la turbine du fait d'autres aspects de la configuration de la construction de la paroi latérale extérieure 46 ou de l'anneau extérieur 48. Dans certaines réalisations, la protection de joint 25 50 peut comprendre une ailette axiale aval 58 qui fait saillie dans une direction amont à partir de la tête d'aube 20. Dans d'autres réalisations, plus d'une ailette axiale aval 58 peut être incluse. De façon plus caractéristique, l'ailette axiale aval 58 peut faire 30 saillie d'une façon axiale à partir de la tête d'aube 20 à travers l'ouverture 38. L'ailette axiale aval 58 peut s'étendre approximativement sur une partie ou sur la totalité de la distance axiale de l'ouverture 38. Dans certaines réalisations, comme illustré en figure 2, 2908815 15 l'extrémité de l'ailette axiale aval 58 peut s'effiler en une pointe 60. L'ailette axiale aval 58 peut s'étendre d'une façon circonférentielle sensiblement continue. Autrement dit, 5 la tête d'aube 20 d'aubes de turbine voisines 14 peut buter de façon à former un anneau circonférentiel sensiblement continu. L'ailette axiale aval 58 peut être configurée sur la tête d'aube 20 (ou, autrement dit, de telle sorte qu'elle couvre la totalité de la longueur 10 circonférentielle de la tête d'aube 20) de telle sorte que l'ailette axiale aval 58 s'étende d'une façon continue (bien que segmentée) autour de la circonférence de la turbine. Dans certaines réalisations, une combinaison de 15 l'ailette axiale amont 52 et de l'ailette axiale aval 58 peut être utilisée de telle sorte qu'elles s'étendent sensiblement sur la distance axiale de l'ouverture 38. Dans d'autres réalisations, comme illustré en figure 2, l'ailette axiale aval 58 peut être positionnée 20 radialement légèrement plus à l'extérieur que l'ailette axiale amont 52. Bien que cela ne soit pas représenté, dans certaines réalisations, ce positionnement peut permettre à l'ailette axiale amont 52 et à l'ailette axiale aval 58 de se chevaucher axialement. 25 L'ailette axiale amont 52 peut être formée à l'aide de plusieurs procédés. Dans certaines réalisations, l'ailette axiale amont 52 peut être usinée à l'aide de procédés classiques sous la forme d'une partie intégrante de la paroi latérale extérieure 46 ou de l'anneau 30 extérieur 48. Comme cela est exposé, dans certaines turbines, le bord amont de l'ouverture 38 peut être défini par une plate-forme extérieure. Dans ces cas, l'ailette axiale amont 52 peut être usinée sous la forme d'une partie intégrante de la plate-forme extérieure. 35 L'ailette axiale amont 52 peut être réalisée en un 2908815 16 alliage d'acier (tel que du chrome 12, de l'acier inoxydable, ou un acier allié à faible teneur en carbone), et peut être, bien que cela ne soit pas nécessaire, mécaniquement durcie par trempe à la flamme 5 ou par d'autres procédés mécaniques similaires. Dans d'autres réalisations, il peut être utilisé sur l'ailette axiale amont 52 un revêtement tel que ceux utilisés de façon caractéristique sur des composants dans le trajet d'écoulement plutôt qu'un processus de trempe mécanique. 10 Le but de cette trempe mécanique ou de cette disposition d'un revêtement protecteur serait de permettre à l'ailette axiale amont 52 de mieux résister à l'érosion due aux particules solides. Comme illustré en figure 3, l'ailette axiale amont 15 52 peut également être soudée sur une paroi latérale extérieure 46, ou, dans d'autres cas (non représentés), l'anneau extérieur 48. Comme représenté, l'ailette axiale amont 52 peut être soudée sur une autre paroi latérale extérieure 46 qui ne comporte pas un tel composant. Dans 20 ce cas, une longue pièce effilée 70 peut être soudée au bord de fuite de la paroi latérale extérieure 46, de telle sorte que l'ailette axiale amont 52 soit formée. Une soudure 72 située à la surface radiale supérieure de la longue pièce effilée 70 et une soudure 74 située au 25 bord d'attaque inférieur de la longue pièce effilée 70 peuvent être utilisées, bien que les personnes ayant une connaissance ordinaire de la technique reconnaîtront le fait que d'autres configurations de soudure peuvent êtreutilisées. Dans cette réalisation, l'ailette axiale amont 30 soudée 52 peut être réalisée à partir d'un matériau différent de celui de la paroi latérale extérieure 46. On peut utiliser du Stellite , de l'Inconel , ou d'autres alliages ou matériaux similaires, qui sont généralement plus résistants à l'érosion par des particules solides 35 que le matériau de la paroi latérale extérieure 46 ou de 2908815 17 l'anneau extérieur 48. Dans d'autres réalisations, l'ailette axiale amont soudée 52 peut être réalisée à partir du même matériau que la paroi latérale extérieure 46 ou l'anneau extérieur 48. 5 Comme illustré en figure 4, l'ailette axiale amont 52 peut être fixée à la paroi latérale extérieure 46, ou, dans d'autres cas (non représentés), à l'anneau extérieur 48, par liaison mécanique ou martelage du composant en place. Dans cette réalisation, une pièce effilée ou 10 rectangulaire 80 peut être utilisée pour former l'ailette axiale amont 52. La pièce rectangulaire 80 peut comprendre une queue d'aronde ou un crochet 82 à une extrémité, mais elle peut également comprendre d'autres configurations qui se prêtent à une liaison mécanique ou 15 à un martelage. Durant l'installation, le crochet 82 peut être inséré dans une queue d'aronde ou une rainure 84 dans la paroi latérale extérieure 46. Comme cela est connu dans la technique, la paroi latérale extérieure 46 peut ensuite être martelée en un emplacement adjacent à 20 la rainure 86, de telle sorte que la paroi latérale extérieure 46 soit déformée et que le crochet 82 soit mécaniquement verrouillé à l'intérieur de la rainure 84. La paroi latérale extérieure 46 ou l'anneau extérieur 48 peuvent également comprendre une rainure secondaire plus 25 petite (non représentée) qui aide à la déformation mécanique du processus de martelage. La liaison mécanique ou le martelage de l'ailette axiale amont 52 en place devrait également permettre à l'ailette axiale amont 52 d'être réalisée en un matériau 30 différent de celui de la paroi latérale extérieure 46 ou de l'anneau extérieur 48. On peut utiliser du Stellite , de l'Inconel , ou d'autres alliages ou matériaux similaires, qui sont généralement plus résistants à l'érosion par des particules solides que le matériau de 35 la paroi latérale extérieure 46 ou de l'anneau extérieur 2908815 18 48. Dans d'autres réalisations, l'ailette axiale amont mécaniquement reliée ou martelée 52 peut être réalisée à partir du même matériau que la paroi latérale extérieure 46 ou l'anneau extérieur 48. De plus, la fixation de 5 l'ailette axiale amont 52 par liaison mécanique ou martelage peut permettre à l'ailette axiale amont 52 d'être efficacement réintroduite dans des parois latérales extérieures 46 ou des anneaux extérieurs 48 existants (ou dans l'un quelconque des autres composants 10 qui peuvent définir le bord amont de l'ouverture 38). De cette façon, l'ailette axiale amont 52 peut être ajoutée à une turbine dans laquelle une érosion significative par des particules solides s'est produite afin d'empêcher une nouvelle érosion de se produire. Par conséquent, 15 l'ailette axiale amont 52 peut être appliquée à un trajet d'écoulement existant ou à un nouveau trajet d'écoulement. L'ailette axiale aval 58 peut être constituée à l'aide de procédés similaires à ceux décrits ci-dessus 20 pour l'ailette axiale amont 52. Autrement dit, l'ailette axiale aval 58 peut être une pièce intégrée usinée sous la forme d'une partie de la tête d'aube 20, ou peut être soudée ou mécaniquement reliée ou martelée en place sur une tête d'aube existante 20. L'ailette axiale aval 58 25 peut être réalisée à l'aide des mêmes matériaux que ceux décrits ci-dessus pour l'ailette axiale amont 52. Lors du fonctionnement, la protection de joint 50 peut constituer un bouclier pour empêcher des impuretés de particules solides d'entrer dans l'ouverture 38. La 30 protection de joint 50 peut également altérer les caractéristiques d'écoulement autour de l'ouverture 38 de façon que les impuretés de particules solides soient éloignées de l'ouverture 38. Les impuretés de particules solides, ainsi déviées ou éloignées à l'intérieur du 35 trajet d'écoulement principal, ne seront pas susceptibles 2908815 19 de venir en contact avec les composants du joint 32 (et d'autres composants de turbine dans cette zone de la turbine) ni d'éroder ceux-ci, et les performances de la turbine ne seront pas affectées de façon défavorable par 5 une fuite accrue. De façon plus caractéristique, l'ailette axiale amont 52 et l'ailette axiale aval 58 réduiront de façon significative l'étendue axiale de l'ouverture 38, ce qui réduira le nombre de particules solides entrant dans l'ouverture 38. De plus, l'ailette 10 axiale amont 52 et sa pointe effilée 54 remplaceront la courbure graduelle existante au bord d'attaque de l'ouverture 38, qui invite les particules solides à rentrer. Dans certaines réalisations, l'ailette axiale amont 15 52 peut être utilisée sans l'ailette axiale aval 58. Dans ces réalisations, l'ailette axiale amont 52 peut être configurée de telle sorte qu'elle s'étende sur un pourcentage significatif de l'ouverture 38. De plus, comme illustré en figure 5, l'ailette axiale amont 52 20 peut être utilisée avec une rainure aval 90. La rainure aval 90 peut être une rainure ou une cavité à l'intérieur de la tête d'aube 20. Dans ces réalisations, l'ailette axiale amont 52 peut s'étendre sur l'ouverture 38 et s'achever à l'intérieur de la rainure aval 90. 25 De même, dans d'autres réalisations, l'ailette axiale aval 58 peut être utilisée sans l'ailette axiale amont 52. Dans ces réalisations, l'ailette axiale aval 58 peut être configurée de telle sorte qu'elle s'étende sur un pourcentage significatif de l'ouverture 38. De plus, 30 comme illustré en figure 6, l'ailette axiale aval 58 peut être utilisée avec une rainure amont 94. La rainure amont 94 peut être une rainure ou une cavité à l'intérieur de la paroi latérale extérieure 46 ou de l'anneau extérieur 48. Dans ces réalisations, l'ailette axiale aval 58 peut 2908815 20 s'étendre sur l'ouverture 38 et s'achever à l'intérieur de la rainure amont 94. Dans d'autres réalisations, l'ailette axiale amont 52 peut chevaucher ou presque chevaucher l'ailette axiale 5 aval 58, comme représenté en figure 2. Dans ces réalisations, l'ailette axiale aval 58 peut être positionnée radialement légèrement plus à l'extérieur que l'ailette axiale amont 52. Une telle réalisation force les particules solides à onduler sensiblement à travers 10 les ailettes axiales étroitement disposées ou disposées en chevauchement pour atteindre le joint 32 et les composants associés. Cependant, étant données les positions radiales relatives des ailettes axiales et la direction d'écoulement communiquée au fluide de travail 15 par l'ailette axiale amont 52, ce mouvement des particules solides est hautement improbable. Avec le nombre de particules solides s'écoulant vers le joint 32 qui est limité de façon significative, l'érosion du joint 32 et des composants voisins sera considérablement 20 réduite. 2908815 21 PROTECTIONS DE JOINT DE TURBINE Listes des parties : Etage de turbine 10 Aubage distributeur 12 5 Aube de turbine 14 Profil 16 Base 18 Tête d'aube 20 Surface radiale extérieure 22 10 Dents de tête 24 Bande de débordement 26 Surface radiale intérieure 28 Dents de bande de débordement 30 Joint 32 15 Carter de turbine 34 Ouverture 38 Paroi latérale extérieure 46 Paroi latérale intérieure 47 Anneau extérieur 48 20 Anneau intérieur 49 Protection de joint 50 Ailette axiale amont 52 Pointe 54 Ailette axiale aval 58 25 Pointe 60 Longue pièce effilée 70 Soudure 72 Soudure 74 Pièce effilée ou rectangulaire 80 30 Queue d'aronde ou crochet 82 Rainure 84 Emplacement voisin de la rainure 86 Rainure aval Rainure amont 90 94 REVENDICATIONS 1. Système pour empêcher une érosion par des particules solides dans une turbine, la turbine comprenant des aubes de turbine (14) qui comprennent une tête d'aube (20) et une ouverture (38) définie par un bord de fuite d'un aubage distributeur (12) et un bord d'attaque de la tête d'aube (20), caractérisé en ce que le système comprend au moins un élément parmi une ailette axiale amont (52) positionnée au niveau du bord de fuite de l'aubage distributeur (12) et une ailette axiale aval (58) positionnée au niveau du bord d'attaque de la tête d'aube (2 0) . 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le bord de fuite de l'aubage distributeur (12) comprend une paroi latérale extérieure (46). 3. Système selon la revendication 2, dans lequel l'ailette axiale amont (52) comprend une ailette qui fait saillie à partir de la paroi latérale extérieure (46) dans une direction aval. 4. Système selon la revendication 1, dans lequel l'ailette axiale amont (52) comprend une ailette qui s'étend d'une façon axiale sur au moins une partie de l'ouverture (38). 5. Système selon la revendication 1, dans lequel l'ailette axiale aval (58) comprend une ailette qui fait saillie à partir de la tête d'aube (20) dans une direction amont. 6. Système selon la revendication 1, dans lequel le système comporte tout à la fois une ailette axiale amont (52) et une ailette axiale aval (58). 7. Système selon la revendication 6, dans lequel l'ailette axiale amont (52) et l'ailette axiale aval (58) comprennent approximativement la même position radiale et s'étendent sensiblement sur la distance axiale de l'ouverture (38). 2908815 23 8. Système selon la revendication 6, dans lequel l'ailette axiale aval (58) est positionnée radialement légèrement plus à l'extérieur que l'ailette axiale amont (52) ; et 5 dans lequel l'ailette axiale aval (58) et l'ailette axiale amont (52) se chevauchent axialement. 9. Système selon la revendication 1, comprenant de plus une rainure aval (90) positionnée dans le bord d'attaque de la tête d'aube (20) ; 10 dans lequel l'ailette axiale amont (52) s'étend sur l'ouverture (38) et s'achève à l'intérieur de la rainure aval (90). 10. Système selon la revendication 1, comprenant de plus une rainure amont (94) positionnée dans le bord de 15 fuite de l'aubage distributeur (12) ; dans lequel l'ailette axiale aval (58) s'étend sur l'ouverture (38) et s'achève à l'intérieur de la rainure amont (94).