Brevet FR3081188A1 — publié le 20191122

AUBAGE DE STATOR POUR UNE TURBOMACHINE DOMAINE TECHNIQUE [0001 ]La présente invention concerne un aubage de stator pour une 5 turbomachine, tel que par exemple un aubage de redresseur. ÉTAT DE LA TECHNIQUE [0002]Une turbomachine, en particulier d'aéronef, comporte généralement, d'amont en aval dans le sens d'écoulement des gaz, une soufflante, un ou plusieurs compresseurs disposés en série, par exemple un compresseur basse 10 pression et un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une ou plusieurs turbines disposées en série, par exemple une turbine haute pression et une turbine basse pression, et une tuyère d'échappement des gaz. [0003]La soufflante génère un flux d'air dont une partie alimente les compresseurs, la chambre de combustion et les turbines de la turbomachine et 15 forme un flux primaire dans une veine primaire. Une autre partie du flux d'air généré par la soufflante s'écoule dans une veine secondaire, qui s'étend autour de la veine primaire, et forme un flux d'air secondaire, qui génère une majeure partie de la poussée de la turbomachine. Un compresseur est configuré pour accroître la pression de l'air, qui est ensuite fourni à la chambre de combustion. Dans la 20 chambre de combustion, de l'air est mélangé à un carburant et brûlé. Les gaz de combustion traversent ensuite une turbine, qui assure l'entraînement en rotation d'un compresseur en prélevant une partie de l'énergie de pression des gaz sortant de la chambre de combustion et en la transformant en énergie mécanique. La tuyère permet d'éjecter des gaz d'échappement pour produire également une 25 force de propulsion de la turbomachine. [0004]Le compresseur et la turbine basse pression, respectivement haute pression, sont constitués d'un premier ensemble de pièces fixes constituant un stator et d'un second ensemble de pièces, susceptible d'être mis en rotation par rapport au stator, constituant un rotor. 2 [0005]Un compresseur comprend notamment des aubages de stator, appelés redresseurs, et des aubages de rotor qui forment des roues. De la même façon, une turbine comprend notamment des aubages de stator, appelés distributeurs, et des aubages de rotor qui forment des roues. [0006] La figure 1 montre de manière schématique et partielle un compresseur 10 de turbomachine. Un aubage de stator 12 de ce compresseur comprend une rangée annulaire d'aubes 14 dont les extrémités radialement externes sont reliées à une virole annulaire externe 16. Cette virole externe 16 comporte des moyens 18 d'accrochage sur un carter 20 et est sectorisée et formée d'une succession de secteurs de virole disposés circonférentiellement autour de l'axe de révolution de la virole. [0007] Les flèches de la figure 1 montre l'écoulement du flux d'air primaire dans la veine du compresseur. Pour optimiser les performances du compresseur et de la turbomachine, il est important de limiter les fuites en dehors de la veine. Pour garantir une étanchéité entre les secteurs de virole, les secteurs de virole comportent au niveau de leurs extrémités circonférentielles des bords 22 en regard qui comportent des fentes de logement de languettes d'étanchéité 24 (cf. figure 2). Chaque languette 24 a une forme générale allongée et est engagée d'une part dans une fente 22 d'un bord d'un secteur de virole et d'autre part dans une fente d'un bord en regard d'un secteur de virole adjacent. [0008]Pour faciliter le montage des languettes 24 et la réalisation des fentes, on a déjà proposé de les réaliser débouchantes en particulier à leurs extrémités aval. Les fentes débouchent ainsi axialement à l'extrémité aval de la virole. [0009]Les languettes 24 sont montées avec jeux dans les fentes et sont donc susceptibles de se déplacer, en particulier axialement dans les fentes. Les languettes sont donc susceptibles de sortir axialement par l'aval des fentes jusqu'à venir au contact du premier élément qui se trouve en aval (cf. figure 2). [0010]Le carter 20 qui porte les aubages de stator 12 comprend des parois annulaires 26 dont la face annulaire radialement interne de chacune est revêtue d'une couche annulaire abradable 27 qui entoure une roue de rotor 28. Les 3 sommets ou extrémités radialement externes des aubes de la roue 28 sont susceptibles de frotter sur la couche 27 qui est destinée à s'user dans ce cas de figure pour optimiser les jeux radiaux aux sommets des aubes et ainsi limiter les fuites d'air à travers ces jeux. 5 [0011 ]Comme on le voit à la figure 2, les languettes d'étanchéité 24 sont susceptibles d'entrer en contact en fonctionnement avec la couche abradable 27 qui est directement située en aval de la virole 16. Cette situation n'est pas satisfaisante car elle présente un risque d'endommagement de la couche 27 par les languettes 24. 10 [0012]La présente invention permet de répondre de manière simple, efficace et économique à ce problème. EXPOSÉ DE L'INVENTION [0013] La présente invention propose un aubage de stator pour une turbomachine, cet aubage ayant une forme générale annulaire autour d'un axe et comportant une 15 rangée annulaire d'aubes dont les extrémité radialement externes sont reliées à une virole annulaire externe, cette virole externe comportant des moyens d'accrochage sur un carter de turbomachine et étant sectorisée et formée d'une succession de secteurs de virole disposés circonférentiellement autour dudit axe, les secteurs de virole comportant au niveau de leurs extrémités circonférentielles 20 des bords en regard qui comportent des fentes de logement de languettes d'étanchéité inter-secteurs, chaque languette ayant une forme générale allongée et étant engagée d'une part dans une fente d'un bord d'un secteur de virole et d'autre part dans une fente d'un bord en regard d'un secteur de virole adjacent, et les fentes desdits bords débouchant axialement à l'extrémité aval de la virole, 25 caractérisé en ce que chacune desdites languettes comprend à son extrémité aval un rebord d'appui axial, ce rebord étant orienté radialement vers l'extérieur et étant situé à l'extérieur des fentes de logement de cette languette, en aval de l'extrémité aval de la virole. 30 [0014]La languette a ainsi une forme générale sensiblement en L. On comprend ainsi que le rebord de la languette n'est pas logé dans la fente mais est au 4 contraire à l'extérieur de cette fente afin de coopérer par appui avec un élément distinct de l'aubage. Cet appui, prédéterminé, permet de limiter les risques de détérioration des pièces environnantes et en particulier de la couche abradable dans l'exemple cité plus haut. 5 [0015] Dans la présente demande, l'orientation radiale du rebord d'appui axial ne doit pas forcément être appréciée de façon limitative, mais comme signifiant que l'orientation du rebord a au moins une composante radiale. [0016]Le dispositif selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément les unes des autres ou en 10 combinaison les unes avec les autres : - le rebord a une forme générale plane ; - le rebord a une forme générale incurvée dont la concavité est orientée vers l'amont ; - le rebord a une extrémité radialement externe qui est situé à un diamètre mesuré 15 depuis ledit axe, qui est supérieur au diamètre externe maximal de l'extrémité aval de la virole ; - chaque languette s'étend jusqu'au voisinage d'une extrémité amont de la virole ; - l'aubage est un aubage de redresseur. [0017] L'invention concerne également une turbomachine, en particulier d'aéronef, 20 comportant au moins un aubage tel que décrit ci-dessus, dont les moyens d'accrochage coopèrent avec un carter de turbomachine, ce carter comportant, en aval du ou de chaque aubage, une paroi annulaire revêtue d'une couche annulaire abradable et entourant une roue de rotor, cette paroi comprenant une extrémité amont sur laquelle le rebord de chaque languette est en appui axial. 25 [0018]On comprend ainsi que le rebord de la languette ne prend pas appui sur la couche abradable mais directement sur la paroi qui porte cette couche, ce qui limite les risques de détérioration de cette couche. 5 [0019]Dans le cas précité où le rebord de chaque languette est sensiblement plan, ce rebord peut être en appui sur une face d'extrémité amont de ladite paroi, qui est sensiblement parallèle à ce rebord. [0020]Dans le cas précité où le rebord de chaque languette est incurvé, ce rebord 5 peut être est en appui sur un sommet sur une face d'extrémité amont de ladite paroi. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES [0021 ]L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et 10 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 figure 1 est une demi vue schématique partielle en coupe axiale d'un compresseur de turbomachine, 15 - la figure 2 est une vue de détail d'une partie de la figure 1, à plus grande échelle, - la figure 3 est une demi vue schématique partielle en coupe axiale d'un compresseur de turbomachine, et illustre un mode de réalisation de l'invention, et - la figure 4 est une vue à plus grande échelle d'un rebord d'une languette 20 d'étanchéité, selon une variante de réalisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLÉE D'UN MODE DE RÉALISATION [0022]Les figures 1 et 2 ont été décrites dans ce qui précède. [0023]La figure 3 montre de manière schématique et partielle un compresseur 100 25 de turbomachine. Un aubage de stator 112 de ce compresseur comprend une rangée annulaire d'aubes 114 dont les extrémités radialement externes sont reliées à une virole annulaire externe 116. Cette virole externe 116 comporte des moyens 118 d'accrochage sur un carter 120 et est sectorisée et formée d'une succession de secteurs de virole disposés circonférentiellement autour de l'axe de 30 révolution de la virole. 6 [0024] Le carter 120 comprend des parois annulaires 126 dont la face annulaire radialement interne de chacune est revêtue d'une couche annulaire abradable 127 qui entoure une roue de rotor 128. Les sommets ou extrémités radialement externes des aubes 130 de la roue sont susceptibles de frotter sur la couche 127 5 qui est destinée à s'user dans ce cas de figure pour optimiser les jeux radiaux aux sommets des aubes 130 et ainsi limiter les fuites d'air à travers ces jeux. [0025]Afin de limiter les turbulences dans l'écoulement du flux d'air primaire dans la veine du compresseur, la surface radialement interne de la couche abradable 127 s'étend en aval dans l'alignement de la surface radialement interne de la 10 virole 116. La virole 116 et la paroi 126, ou la virole et la couche 127, sont séparées par un faible jeu axial J. [0026] Pour optimiser les performances du compresseur et de la turbomachine, il est important de limiter les fuites en dehors de la veine. Pour garantir une étanchéité entre les secteurs de virole, les secteurs de virole comportent au 15 niveau de leurs extrémités circonférentielles des bords 122 en regard qui comportent des fentes de logement de languettes d'étanchéité 124. Chaque languette 124 a une forme générale allongée et est engagée d'une part dans une fente 122 d'un bord d'un secteur de virole et d'autre part dans une fente d'un bord en regard d'un secteur de virole adjacent. 20 [0027] Les fentes débouchent axialement vers l'aval à l'extrémité aval de la virole 116, et peuvent en outre déboucher axialement vers l'amont à l'extrémité amont de la virole. Les languettes 124 s'étendent donc avantageusement sur une majeure partie de la longueur ou dimension axiale de la virole, pour garantir une étanchéité optimale entre ses secteurs. 25 [0028]Chaque languette 124 comprend deux parties 124a, 124b à savoir un corps 124a de languette sensiblement plan et de forme générale rectiligne allongée, et un rebord 124b à l'extrémité aval du corps. Le rebord 124b est orienté radialement vers l'extérieur et est destiné à être situé dans le jeu J, de façon à pouvoir prendre appui axialement sur la paroi 126. 7 [0029]On comprend ainsi que le corps 124a de chaque languette 124 est engagé d'une part dans une fente 122 d'un bord d'un secteur de virole et d'autre part dans une fente d'un bord en regard d'un secteur de virole adjacent, et que le rebord 124b de chaque languette est situé en dehors de ces fentes, en aval de l'extrémité 5 aval de la virole 116. [0030]La figure 3 illustre un premier mode de réalisation de l'invention dans laquelle le rebord 124b a une forme générale plane. Dans cet exemple, il s'étend sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe de révolution de la virole. [0031 Mans la variante représentée à la figure 4, le rebord 124b a une forme 10 générale incurvée dont la concavité est orientée vers l'amont. Dans cet exemple, le rebord a une forme incurvée sur plus de 900 (et par exemple de 125°) et présente un sommet 124ba arrondi à l'aval qui est destiné à prendre appui sur la paroi 116. La figure 4 permet d'apprécier que l'extrémité radialement externe du rebord 124b est recourbée vers l'amont, ce qui évite à cette extrémité de pouvoir 15 venir au contact de la paroi 126, ce qui serait susceptible de l'abîmer du fait de ses arêtes vives. [0032]Selon une caractéristique de l'invention, le rebord 124b est conformé pour venir en appui sur la paroi 126 et est donc dimensionné pour assurer cette fonction. Le rebord 124b a ainsi une extrémité radialement externe qui est situé à 20 un diamètre D mesuré depuis ledit axe, qui est supérieur au diamètre externe maximal Dm de l'extrémité aval de la virole 116. [0033]Dans l'exemple représenté, la paroi 126 du carter comprend une face radiale amont 126a d'appui du rebord 124b de chaque languette 124. Cette face radiale 126a est alignée radialement avec une face radiale amont 127a de la 25 couche abradable 127, comme cela est mieux visible à la figure 4. Même si les fentes des secteurs de virole débouchent au niveau de la couche abradable 127, les rebords 124b des languettes 124 permettent de déplacer les points d'appui de ces languettes radialement vers l'extérieur, directement sur la paroi 126, ne sollicitant ainsi pas la couche abradable dont la durée de vie peut être optimisée. 30 Dans le cas de la figure 3, le rebord 124b est de préférence sensiblement parallèle à la face 126a. 8 [0034]Dans un cas particulier de réalisation de l'invention, les languettes 124 sont métalliques et le carter 120 et ses parois 126 sont aussi métalliques, si bien qu'un contact métal-métal est prévu entre les rebords 124b des languettes et les faces d'appui 126a des parois 126. 5 [0035]Les languettes 124 peuvent être obtenues par emboutissage et pliage d'une tôle. [0036]Une languette 124 a typiquement : - un corps 124a de longueur comprise entre 10 et 60mm, et de préférence entre 20 et 40mm, 10 - un rebord 124b de hauteur (ou dimension radiale) comprise entre 0,5 et 3mm, et de préférence entre 1 et 2mm, - une épaisseur comprise entre 0,1 et 1mm, et de préférence entre 0,2 et 0,3mm (la couche abradable 127 peut avoir une épaisseur similaire), et - une largeur comprise entre 2 et lOmm, et de préférence entre 4 et 8mm. 15 [0037]L'invention permet ainsi d'assurer l'étanchéité REVENDICATIONS1. Aubage de stator (112) pour une turbomachine, cet aubage ayant une forme générale annulaire autour d'un axe et comportant une rangée annulaire d'aubes (114) dont les extrémités radialement externes sont reliées à une virole annulaire externe (116), cette virole externe comportant des moyens (118) d'accrochage sur un carter (120) de turbomachine et étant sectorisée et formée d'une succession de secteurs de virole disposés circonférentiellement autour dudit axe, les secteurs de virole comportant au niveau de leurs extrémités circonférentielles des bords (22) en regard qui comportent des fentes de logement de languettes (124) d'étanchéité inter-secteurs, chaque languette ayant une forme générale allongée et étant engagée d'une part dans une fente d'un bord d'un secteur de virole et d'autre part dans une fente d'un bord en regard d'un secteur de virole adjacent, et les fentes desdits bords débouchant axialement à l'extrémité aval de la virole, caractérisé en ce que chacune desdites languettes comprend à son extrémité aval un rebord (124b) d'appui axial, ce rebord étant orienté radialement vers l'extérieur et étant situé à l'extérieur des fentes de logement de cette languette, en aval de l'extrémité aval de la virole. 2. Aubage (112) selon la revendication 1, dans lequel le rebord (124b) a une forme générale plane. 3. Aubage (112) selon la revendication 1, dans lequel le rebord (124b) a une forme générale incurvée dont la concavité est orientée vers l'amont. 4. Aubage (112) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le rebord (124b) a une extrémité radialement externe qui est située à un diamètre (D) mesuré depuis ledit axe, qui est supérieur au diamètre externe maximal (Dm) de l'extrémité aval de la virole (116). 5. Aubage (112) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel chaque languette (124) s'étend jusqu'au voisinage d'une extrémité amont de la virole (116). 10 6. Aubage (112) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'aubage est un aubage de redresseur. 7. Turbomachine, en particulier d'aéronef, comportant au moins un aubage (112) selon l'une des revendications précédentes, dont les moyens 5 d'accrochage coopèrent avec un carter (120) de turbomachine, ce carter comportant, en aval du ou de chaque aubage, une paroi annulaire (126) revêtue d'une couche annulaire abradable (127) et entourant une roue de rotor (128), cette paroi comprenant une extrémité amont sur laquelle le rebord (124b) de chaque languette (124) est en appui axial 10 8. Turbomachine selon la revendication 7, l'aubage étant tel que défini à la revendication 2, dans laquelle le rebord (124b) de chaque languette(124) est en appui sur une face d'extrémité amont de ladite paroi (126), qui est sensiblement parallèle à ce rebord. 9. Turbomachine selon la revendication 7, l'aubage étant tel que défini à la 15 revendication 3, dans laquelle le rebord (124b) de chaque languette (124) est en appui via son sommet (124ba) sur une face d'extrémité amont (126a) de ladite paroi (126). 20