Brevet FR3079871A1 — publié le 20191011

DISTRIBUTEUR DE TURBINE EQUIPE D'UN JONC DE MAINTIEN DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un turboréacteur et plus généralement une turbomachine comportant un distributeur équipé d'un jonc de maintien. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un turboréacteur à double flux comporte une manche d'entrée par laquelle l'air est aspiré dans un compresseur basse pression au moyen d'une soufflante avant d'être divisé en un flux primaire central et un flux secondaire entourant le flux primaire. Le flux primaire circule dans un espace appelé veine primaire délimité par un rotor et par une structure de révolution interne du moteur qui entoure ce rotor, et il traverse des éléments rotatifs comportant des roues aubagées portées par le rotor et des éléments fixes de type redresseurs et distributeurs portés par la structure interne. La structure interne est délimitée successivement par différents carters comprenant notamment un carter de compresseur haute pression, un carter de veine primaire, un carter de turbine haute pression, et un carter d'échappement. Le flux secondaire circule dans un espace appelé veine secondaire qui s'étend radialement entre la structure interne et une structure externe appelée carène ou nacelle du moteur, qui entoure la structure interne. Après avoir été mis en mouvement par la soufflante et avoir traversé des pales fixes de sorties dénommées OGV (outlet guide vanes en anglais), ce flux secondaire est propulsé vers l'arrière pour générer une poussée. Le flux primaire qui provient également du flux mis en mouvement par la soufflante traverse quant à lui successivement un compresseur haute pression, une chambre de combustion puis des turbines haute pression et basse pression, et permet d'entraîner la soufflante avant d'être propulsé hors du moteur. La turbine haute pression est liée en rotation avec le 2 compresseur haute pression, et la turbine basse pression est liée en rotation avec le compresseur basse pression. Une telle turbine basse pression, repérée par 1 sur la vue partielle de la figure 1, est ainsi entourée par une portion de carter 2 et comporte des étages, incluant 5 un distributeur 3 formé d'une série de pales fixes 4 rigidement solidaires de la portion de carter 2 en entourant un rotor. Ce rotor comporte une bride 6 qui porte un disque 7 portant des aubes 8 immédiatement en aval du distributeur 3. Un autre disque 9 portant des aubes 11 est situé en amont du distributeur 3 en étant lui aussi porté par la bride 6. L'étanchéité entre le disque rotatif 7 et une face interne cylindrique du 10 distributeur est assurée au moyen d'un joint d'étanchéité à labyrinthe comportant un matériau abradable 12 porté par la face interne cylindrique du distributeur et par des léchettes 13 portées par le disque 7 et qui coopèrent avec une surface interne du matériau abradable. Chaque léchette peut creuser en fonctionnement un sillon dans le 15 matériau abradable, ce qui permet d'ajuster au plus juste le jeu fonctionnel nécessaire sans compliquer la chaine de cotes du distributeur. En pratique, il peut arriver que les léchettes pénètrent dans l'abradable d'une façon qui génère un couple résistant significatif pouvant freiner voire arrêter le rotor en fonctionnement. Lorsque le moteur est arrêté, ce couple résistant peut bloquer 20 les éléments tournants du moteur en rendant son démarrage impossible. Cette situation (dénommée rotor-lock en Anglais) est critique si elle survient suite à l'arrêt du moteur en phase de vol. Le but de l'invention est d'apporter une solution pour éviter qu'une telle situation de ralentissement voire de blocage des éléments tournants se produise. 25 EXPOSÉ DE L'INVENTION A cet effet, l'invention a pour objet un distributeur de turbine s'étendant circonférentiellement autour d'une direction axiale et comportant au moins un secteur aubagé incluant une tête pourvue d'une plateforme externe et un pied pourvu d'une plateforme interne, les plateformes étant reliées l'une à l'autre par au moins une 3 pale et étant destinées à delimiter une veine d'écoulement de fluide, le pied portant un élément d'étanchéité abradable, caractérisé en ce que le pied comporte une bordure enserrée par un jonc. L'invention concerne également un distributeur ainsi défini, dans lequel 5 le pied de chaque secteur aubagé est pourvu d'au moins un feston qui s'étend axialement et délimite la bordure. L'invention concerne également un distributeur ainsi défini, dans lequel chaque feston comporte un tronçon de gorge, les différents festons délimitant conjointement une rigole circonférentielle discontinue recevant le jonc. 10 L'invention concerne également un distributeur ainsi défini, comportant plusieurs secteurs aubagés assemblés circonférentiellement autour de la direction axiale, et dans lequel le jonc a une forme d'anneau ouvert ayant deux extrémités circonférentielles fixées à un même secteur aubagé. L'invention concerne également un distributeur ainsi défini, dans lequel 15 au moins une extrémité circonférentielle du jonc est fixée à un secteur aubagé par une vis. L'invention concerne également un distributeur ainsi défini, dans lequel au moins une extrémité du jonc comporte un ergot de blocage s'étendant radialement vers l'intérieur du jonc. 20 L'invention concerne également une turbine comprenant un distributeur ainsi défini. L'invention concerne également une turbomachine comprenant une turbine ainsi définie. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 25 La figure 1 est une vue en coupe longitudinale partielle d'une turbine basse pression selon l'Etat de la technique ; La figure 2 est une vue locale en coupe longitudinale locale d'un joint d'étanchéité selon l'Etat de la technique ; 4 La figure 3 est une vue en perspective d'un distributeur de turbine basse pression ; La figure 4 est une vue en perspective d'un secteur aubagé de distributeur de turbine basse pression selon l'invention ; 5 La figure 5 est une vue en section longitudinale du pied d'un secteur de distributeur selon l'invention ; La figure 6 est une vue en perspective du pied d'un secteur de distributeur selon l'invention ; La figure 7 est une vue en perspective des extrémités d'un cerclage de 10 distributeur selon l'invention ; La figure 8 est une vue en perspective de la face interne d'un segment de distributeur selon l'invention par lequel les extrémités du cerclage sont raccordées. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de l'invention est fondée sur le constat selon lequel les 15 dilatations différentielles déforment le distributeur de sorte que sa face interne abradable se décale longitudinalement d'une amplitude telle que les léchettes du disque rotatif viennent en appui contre les flancs des sillons formés dans la face abradable. Il apparaît qu'en fait, dans certains états thermiques du moteur, les pales du distributeur occupent une position basculée par rapport à leur position 20 nominale. Autrement dit, l'orientation de chaque pale du distributeur par rapport à une direction longitudinale AX du moteur varie avec l'état thermique du moteur. Ce comportement particulier est la conséquence de dilatations différentielles résultant de différences entre les vitesses de refroidissement des différents composants, et du fait que l'assemblage des secteurs aubagés est assuré selon un 25 montage dit en bascule qui induit des jeux résiduels significatifs. Le distributeur repéré par 14 sur la figure 3 est formé de plusieurs secteurs aubagés repérés par 15 qui sont réunis pour constituer conjointement un ensemble ayant une forme de révolution, qui est solidarisé par sa pérhiphérie externe au carter du moteur pour être maintenu à celui-ci. 5 Chaque secteur aubagé 15 qui apparaît seul sur la figure 4 comporte une tête 16, radialement externe, et un pied 18, radialement interne, ayant chacun une forme de montant arqué, reliés l'un à l'autre par des pales fixes 19 qui sont ici au nombre de sept. 5 L'ensemble des têtes 16 des secteurs aubagés 15 définissent ainsi une structure annulaire externe 20 du distributeur 14 alors que l'ensemble des pieds 18 définissent conjointement une structure annulaire interne 21 du distributeur 14. Comme visible plus en détail sur la figure 5, le pied 18 du secteur 15 comporte un corps 22 ayant en section une forme correspondant approximativement à 10 celle de la lettre T, comprenant une plateforme radialement interne 23 s'étendant sensiblement parallèlement à l'axe AX, prolongée par une âme 24 s'étendant radialement vers l'axe AX. De manière analogue, la tête 16 comporte elle aussi une plateforme radialement externe 17, les plateformes 17 et 23 étant reliées l'une à l'autre par les pales 15 19, et délimitant conjointement une portion de la veine primaire. L'âme 24 du pied 18, porte des festons 25 qui s'étendent parallèlement à l'axe AX vers l'amont, en partant d'un bord circonférentiel interne de cette âme 24, ces festons 25 etant espacés les uns des autres le long de la circonférence de l'âme 24, comme visible plus clairement sur la figure 6. 20 Chaque feston 25 comporte une face d'orientation radialement externe 27 qui est en vis-à-vis de la plateforme 23 du corps 22, et une face radialement interne 28, c'est-à-dire en vis-à-vis de l'axe AX. Une tôle 29 généralement annulaire et portant un élément abradable 31 à sa face interne est rapportée contre la face interne du corps 22, c'est-à-dire contre les 25 faces 28 des festons 25, l'abradable 31 étant ainsi en vis-à-vis de l'axe AX. La face radialement externe 27 de chaque feston 25 comporte un tronçon de gorge hémicylindrique 32 s'étendant circonférentiellement par rapport à l'axe AX, et qui est ouverte vers la direction radialement externe c'est-à-dire en vis-à-vis de la plateforme 23 qui entoure les festons 25. 6 Lorsque l'ensemble des secteurs aubagés 15 sont agencés pour former conjointement le distributeur 14, comme sur la figure 3, les différents festons 25 délimitent conjointement une bordure interne 26 circonférentielle discontinue du distributeur 14. Comme visible sur la figure 3, cette bordure interne 26 s'étend dans la 5 région radialement interne du distributeur en étant située du côté aval par rapport au sens d'écoulement du fluide dans le distributeur 14 lorsque le moteur est en service. Plus particulièrement, dans cette configuration, les tronçons de gorge 32 des différents festons 25 délimitent conjointement une rigole circonférentielle discontinue 33 représentée schématiquement par un trait mixte sur les figures 1 et 6. 10 Cette rigole 33 est destinée à recevoir un jonc circonférentiel 34, dont une partie est visible sur la figure 7, qui est monté sur le distributeur une fois que les secteurs aubagés 15 sont en place pour former une couronne aubagée. Le jonc 34 est plus particulièrement monté de façon à entourer la rigole 33 pour l'enserrer tout en étant logé et mainenu dans celle-ci, en ayant ses extrémités 36, 15 37 fixées à un même secteur aubagé 15, ce jonc 34 enserrant par là même la bordure interne 26 du distributeur. En pratique, le jonc 34 est positionné circonférentiellement de telle façon que ses extrémités 36 et 37 se terminent l'une et l'autre au niveau d'un même intervalle 41 séparant deux festons 25 consécutifs d'un même secteur aubagé 15, comme 20 représenté schématiquement sur la figure 8. Les extrémités de ce jonc 34 sont fixées au secteur aubagé 15 qui les reçoit, pour conférer à ce jonc un diamètre prédéfini. Dans l'exemple de la figure 7, l'extrémité 36 du jonc 34 est prolongée par un ergot de blocage 38 orienté radialement vers l'intérieur, c'est-à-dire s'étendant vers l'axe AX de façon à se bloquer circonférentiellement en appui contre une face du 25 feston 25. L'autre extrémité 37 peut elle aussi comporter un ergot de blocage ou être bloquée d'une autre manière. L'extrémité 36 du jonc 34 peut être fixée au feston 25 du secteur aubagé qui le reçoit au moyen d'une vis traversant un trou formé dans le feston et un autre trou 42 formé dans cette extrémité 36, en complément de l'ergot 38. Il en va de 7 même de l'extrémité 37. L'extrémité 37 peut être fixée au secteur aubagé de la même manière, ou par tout autre mode de fixation approprié. D'une manière générale, le jonc 34 présente un diamètre sensiblement inférieur à celui de la rigole circonférentielle 33 pour continuellement l'enserrer afin de la 5 précontraindre, de façon à contrer d'éventuels efforts de basculement des secteurs aubagés susceptibles d'apparaître dans certains états thermiques du moteur. Autrement dit, grâce au jonc 34 qui équipe le distributeur 14 en enserrant sa circonférence interne, les éventuels basculements des secteurs angulaires par rapport à leur direction radiale nominale sont significativement réduits, voire annulés, 10 du fait qu'ils sont contrés par la présence du jonc. En effet, comme on peut le comprendre à partir de la figure 3, un basculement des secteurs aubagés 15 par pivotement autour de leurs têtes 16 tendant à déporter leurs pieds 18 vers l'aval, c'est-à-dire vers la gauche sur la figure, REVENDICATIONS1. Distributeur de turbine s'étendant circonférentiellement autour d'une direction axiale (AX) et comportant au moins un secteur aubagé (15) incluant une tête (16) pourvue d'une plateforme externe (17) et un pied (18) pourvu d'une plateforme interne (23), les plateformes (17, 23) étant reliées l'une à l'autre par au moins une pale (19) et étant destinées à delimiter une veine d'écoulement de fluide, le pied (18) portant un élément d'étanchéité abradable (31), caractérisé en ce que le pied (18) comporte une bordure enserrée par un jonc (34). 2. Distributeur selon la revendication 1, dans lequel le pied (18) de chaque secteur aubagé (15) est pourvu d'au moins un feston (25) qui s'étend axialement et délimite la bordure. 3. Distributeur selon la revendication 2, dans lequel chaque feston (25) comporte un tronçon de gorge (32), les différents festons (25) délimitant conjointement une rigole circonférentielle discontinue (33) recevant le jonc (34). 4. Distributeur selon l'une des revendications 1 à 3, comportant plusieurs secteurs aubagés (15) assemblés circonférentiellement autour de la direction axiale (AX), et dans lequel le jonc (34) a une forme d'anneau ouvert ayant deux extrémités circonférentielles (36, 37) fixées à un même secteur aubagé (15). 5. Distributeur selon la revendication 4, dans lequel au moins une extrémité circonférentielle (36, 37) du jonc (34) est fixée à un secteur aubagé (15) par une vis. 6. Distributeur selon l'une des revendications 2 à 5, dans lequel au moins une extrémité (36, 37) du jonc (34) comporte un ergot de blocage (38) s'étendant radialement vers l'intérieur du jonc (34). 9 7. Turbine comprenant un distributeur (14) selon l'une des revendications précédentes. 8. Turbomachine comprenant une turbine selon la revendication 7. 5