Brevet FR3096394A1 — publié le 20201127

Description Titre de l'invention : Ensemble pour turbomachine Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne un ensemble pour turbomachine, telle par exemple qu'un tur- boréacteur ou un turbopropulseur d'avion, notamment pour une turbine de turbomachine. Etat de la technique antérieure [0002] Une turbomachine comporte classiquement, d'amont en aval dans le sens de cir- culation des gaz au sein de la turbomachine, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression. [0003] La turbine basse pression peut comporter un ou plusieurs étages de turbine, chaque étage comportant un distributeur annulaire appartenant au stator et une roue aubagée appartenant au rotor, mobile en rotation autour de l'axe de la turbomachine. [0004] Un tel distributeur présente une forme annulaire et s'étend autour de l'axe de la tur- bomachine. Le distributeur est généralement sectorisé, c'est-à-dire comporte plusieurs secteurs angulaires disposés circonférentiellement de façon adjacente de manière à former un anneau. Chaque secteur comporte une plate-forme radialement interne et une plate-forme radialement externe reliées par des pales s'étendant radialement. [0005] Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à Faxe de la tur- bomachine ou du distributeur. [0006] Les plates-formes délimitent entres elles une veine d'écoulement d'un flux de gaz, les pales s'étendant dans la veine. Des jeux fonctionnels sont ménagés circonférentiellement entre les différents secteurs, de façon à faciliter le montage des secteurs et autoriser dc faibles déplacements et/ou des dilatations thermiques en fonctionnement. [0007] Afin d'éviter une baisse du rendement de la turbine, il convient d'éviter que les gaz contenus dans la veine traversent les jeux précités aux zones d'interface entre les secteurs. Pour cela, les extrémités circonférentielles des plates-formes comportent des fentes dans lesquelles sont engagées des lamelles d'étanchéité. Une telle structure est notamment connue du document FR 3 051 015. [0008] En fonctionnement, on constate que les différents secteurs se déplacent radialement et/ou circonférentiellement les uns par rapport aux autres. Si ces déplacements sont trop importants, les extrémités circonférentielles des lamelles d'étanchéité peuvent sortir des fentes correspondantes et endommager les parties de la turbomachine qui sont situées en aval. [0009] Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au 2 sein de la turbomachine. [0010] Les déplacements radiaux des secteurs les uns par rapport aux autres peuvent également provoquer un cisaillement des lamelles d'étanchéité. Enfin, des jeux circonférentiels et radiaux doivent être prévus entre les lamelles et les fentes dans lesquelles elles sont logées, cc qui augmente l'encombrement et la masse de plates-formes, et nuit aux performances de la turbomachine. [0011] L'invention vise à remédier à ces inconvénients, de manière simple, efficace et peu onéreuse. Présentation de l'invention [0012] A cet effet, l'invention concerne un ensemble pour turbomachine comportant un dis- tributeur annulaire sectorisé s'étendant autour d'un axe, lesdits secteurs étant disposées circonférentiellement de façon adjacente de manière à former un anneau, les surfaces d'extrémité circonférentielle adjacentes d'au moins un premier et un second secteurs adjacents comportant respectivement une première fente et une seconde fente destinées à l'insertion d'au moins une lamelle d'étanchéité comportant une première zone d'extrémité circonférentielle insérée dans la première fente et une seconde zone d'extrémité circonférentielle insérée dans la seconde fente, caractérisé en ce que ladite lamelle d'étanchéité comporte au moins une zone médiane ondulée deformable, située entre lesdites zones d'extrémité. [0013] La présence d'une telle zone ondulée permet une déformation de la lamelle dans la direction circonférentielle et dans la direction radiale, de manière à compenser d'éventuels déplacements d'un secteur par rapport à l'autre et éviter ainsi le retrait de l'une des zones d'extrémité hors de la fente correspondante. [0014] 11 est également possible de réduire les jeux de montage et de fonctionnement, ce qui permet de simplifier la conception et de réduire la masse d'un tel distributeur, tout en assurant une meilleure étanchéité en vue d'améliorer le rendement global de la turbomachine équipée d'un tel ensemble. [0015] Ceci permet également d'assurer une fonction d'amortissement visant à augmenter la durée de vie de l'ensemble. [0016] La lamelle peut être montée de façon précontrainte dans la direction circonférentielle, entre les secteurs de distributeurs. [0017] Chaque secteur de distributeur peut comporter une plate-forme radlidement interne et une plate-forme radlidement externe, reliées par au moins une pale s'étendant radialement. [0018] La zone médiane ondulée peut comporter, en section, au moins une première partie courbe comportant une surface concave tournée d'un premier côté de la lamelle d'étanchéité, et des deuxième et troisième parties courbes situées de part et d'autre de 3 la première partie courbe, les deuxième et troisième parties courbes présentant des surface concaves tournées d'un second côté de la lamelle d'étanchéité opposé au premier côté. [0019] La surface concave de la première partie courbe peut être tournée radialement vers l'intérieur ou respectivement vers l'extérieur, les surfaces concaves des deuxième et troisième parties courbes peuvent être tournées radialement vers l'extérieur, ou respectivement vers l'intérieur. [0020] La lamelle peut être montée de façon précontrainte dans la direction circonférentielle, entre les secteurs. [0021] Bien entendu, le nombre d'ondulations peut varier en fonction des besoins. Le nombre de parties courbes peut ainsi être supérieur à trois, deux parties courbes adjacentes présentant de préférence des surfaces concaves opposées. [0022] La lamelle peut être formée à partir d'une tôle d'épaisseur sensiblement constante. [0023] L'épaisseur de la lamelle peut être comprise entre 0,1 et 1 mm. [0024] Les rayons de courbure des parties courbes peuvent être identiques. [0025] Les rayons de courbure des parties courbes peuvent être compris entre 1 et 2 fois l'épaisseur. [0026] La lamelle peut être réalisée en alliage métallique résistant à chaud. [0027] L'invention concerne également une turbomachine comportant un ensemble du type précité. [0028] L'invention concerne en outre un aéronef comportant un ensemble du type précité ou une turbomachine du type précité. Brève description des figures [0029] [fig.1] est une vue en perspective d'un secteur de distributeur de l'art antérieur, [0030] W8.21 est une vue en perspective d'une lamelle d'étanchéité selon une forme de réa- lisation de l'invention, [0031] [fig.3] est une vue schématique en coupe illustrant le montage d'une lamelle d'étanchéité dans les fentes de deux secteurs adjacents, [0032] [fig.4] est une est vue de détail, en perspective, illustrant une partie d'un ensemble selon l'invention. Description détaillée de l'invention 100331 La figure 1 illustre un secteur 1 d'un distributeur de turbine pour une turbomachine, conformément à l'art antérieur. Le secteur 0 comporte classiquement une plate-forme radialement interne 2 et une plate-forme radialement externe 3, reliés l'un à l'autre par des pales 4. Le nombre de pales 4 est par exemple compris entre deux et dix et est ici égal à trois. 100341 Chaque plate-forme 2, 3 comporte deux extrémités circonférentielles 5, 6, également appelées extrémités latérales, formées par des surfaces radiales. Au moins une fente 7 est formée dans chaque extrémité, chaque fente 7 étant destinée au montage d'une lamelle d'étanchéité 8. [0035] La figure 2 illustre une lamelle d'étanchéité 8 selon une forme de réalisation de l'invention. Celle-ci comporte une première zone d'extrémité 9 et une seconde zone d'extrémité 10, situées de part et d'autre d'une zone médiane 11. Chaque zone d'extrémité 9, 10 est sensiblement plane. [0036] La zone médiane 11 est ondulée et deformable. En particulier, la zone médiane 11 comporte, en section dans un plan radial (figure 3), une première partie courbe 12 comportant une surface concave tournée d'un premier côté de la lamelle d'étanchéité 8, ici radialement vers l'intérieur, et des deuxième et troisième parties courbes 13, 14 situées de part et d'autre de la première partie courbe 12, les deuxième et troisième parties courbes 13, 14 présentant des surface concave tournées d'un second côté de la lamelle d'étanchéité opposé au premier côté, ici radialement vers l'extérieur. [0037] La zone médiane 11 présente ainsi une forme générale en Oméga. [0038] La lamelle d'étanchéité 8 est formée à partir d'une tôle d'épaisseur sensiblement constante, par exemple comprise entre 0,1 et lmm. Les rayons de courbure des parties courbes 12, 13, 14 sont sensiblement identiques et sont par exemple compris entre 1 et 2 fois l'épaisseur de la tôle. La lamelle d'étanchéité 8 est par exemple réalisée en alliage métallique résistant à chaud. [0039] Comme cela est illustré aux figures 3 et 4, chaque zone d'extrémité 9, 10 est montée dans les fentes 7 sans jeu radial et circonférentiel, ou quasiment sans jeu radial et circonférentiel, un jeu de montage minime de l'ordre de 0,05mm par exemple pouvant être prévu. [0040] La zone médiane 11 peut être située hors des fentes 7, comme illustrée aux figures 3 à 4, ou elle peut être située dans des zones de taille adaptée des fentes 7. [0041] La lamelle 8 peut être montée de façon précontrainte dans la direction circonfé- rentielle, entre les secteurs 1. [0042] En fonctionnement, la zone ondulée 11 de la lamelle autorise un rapprochement ou un écartement circonférentiel des secteurs 1 concernés, ainsi qu'un déplacement radial des secteurs adjacents 1 l'un par rapport à l'autre. [0043] En particulier, la première partie courbe 12 participe majoritairement à la dé- formation de la zone médiane 11 dans la direction circonférentielle tandis que les deuxième et troisième parties courbes 12, 13 participent majoritairement à la déformation de la zone médiane 11 dans la direction radiale. [0044] La déformation de la zone médiane 11 permet d'accompagner le déplacement entres les secteurs 1 et les dilatations thermiques, sans risque de retrait des lamelles d'étanchéité 8 hors des fentes 7. Une telle forme de réalisation permet également de réduire les jeux entre la lamelle 8 et les fentes 7, ce qui a pour effet de réduire la masse et l'encombrement de l'ensemble tout en améliorant les performances de la turbomachine. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Ensemble pour turbomachine comportant un distributeur annulaire sectorisé s'étendant autour d'un axe, lesdits secteurs (1) étant disposés circonférentiellement de façon adjacente de manière à former un anneau, les surfaces d'extrémité circonférentielle adjacentes (5) d'au moins un premier et un second secteurs adjacents (1) comportant respectivement une première fente et une seconde fente (7) destinées à l'insertion d'au moins une lamelle d'étanchéité (8) comportant une première zone d'extrémité circonférentielle (9) insérée dans la première fente (7) et une seconde zone d'extrémité circonférentielle (10) insérée dans la seconde fente (7), caractérisé en ce que ladite lamelle d'étanchéité (8) comporte au moins une zone médiane ondulée (11) déformable, située entre lesdites zones d'extrémité (9, 10). [Revendication 2] Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la zone médiane ondulée (11) comporte, en section, au moins une première partie courbe (12) comportant une surface concave tournée d'un premier côté de la lamelle d'étanchéité, et des deuxième et troisième parties courbes (13, 14) situées de part et d'autre de la première partie courbe (12), les deuxième et troisième parties courbes (13, 14) présentant des surface concaves tournées d'un second côté de la lamelle d'étanchéité (8) opposé au premier côté. [Revendication 3] Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la lamelle (8) est formée à partir d'une tôle d'épaisseur sensiblement constante. [Revendication 4] Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la lamelle (8) est comprise entre 0,1 et 1 mm. [Revendication 5] Ensemble selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les rayons de courbure des parties courbes (12, 13, 14) sont identiques. [Revendication 6] Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que les rayons de courbure des parties courbes (12, 13, 14) sont compris entre 1 et 2 fois l'épaisseur de la tôle. [Revendication 7] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la lamelle (8) est réalisée en alliage métallique résistant à chaud. [Revendication 8] Turbomachine comportant un ensemble selon l'une des revendications 1 à 7. [Revendication 9] Aéronef comportant un ensemble selon l'une des revendications 1 à 7 ou une turbomachine selon la revendication 8.