Brevet FR3114840A1 — publié le 20220408

Le présent docuement concerne un ensemble annulaire pour turbine de turbomachine, en particulier d’aéronef, ledit ensemble annulaire s’étendant autour d’un axe longitudinal X et comprenant : - un distributeur (20); - une roue à aubes (4) agencée en aval du distributeur (20) ; - ladite roue à aubes (4) étant entourée par un anneau sectorisé circonférentiellement et porté par le carter (16) externe et formé d’une couronne (18) et d’un déflecteur (20); caractérisé en ce que chaque secteur de déflecteur d’au moins un secteur d’anneau est engagé pour partie dans un logement du secteur de couronne dudit secteur d’anneau et en ce que le secteur de déflecteur et le secteur de couronne coopère par liaison de forme pour le maintien statique du secteur de déflecteur avec le secteur de couronne. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 7 Ensemble annulaire pour turbine de turbomachine Domaine technique de l’invention Le présent document concerne un ensemble annulaire pour turbine de turbomachine, de préférence pour aéronef. Etat de la technique antérieure Classiquement, une turbomachine est constituée, d’amont en aval, d’un compresseur basse pression, d’un compresseur haute pression, d’une chambre de combustion, d’une turbine haute pression et d’une turbine basse pression. La turbine basse-pression permet d’exploiter et de libérer la puissance générée dans une chambre de combustion située en amont de ladite turbine basse pression. Deux flux d’air sont à considérer au sein d’une turbomachine : un flux annuaire primaire et un flux annulaire secondaire. Le flux secondaire contourne toute la partie chaude de la turbomachine. L'autre flux appelé flux primaire traverse toute la turbomachine du compresseur basse pression à la turbine basse pression et est entouré par le flux d’air secondaire. Ce flux primaire circule au sein d’une veine primaire. Une turbine comprend une alternance de rangées annulaires d’aubes statoriques et d’aubes mobiles agencées à l’intérieur d’un carter. La illustre une partie d’une telle turbine 1 et représente un distributeur 2 amont et une rangée annulaire d’aubes mobiles 4 aval. Le distributeur 2 comporte une plateforme annulaire externe 6 fixée à une pale radiale 8. La rangée d’aubes mobiles 4 comporte une plateforme annulaire externe 10 depuis laquelle s’étendent radialement vers l’extérieur des léchettes 12 coopérant à l’étanchéité avec un abradabe 14, par exemple du type en nid d’abeille appartenant à un anneau sectorisé porté par le carter 16 comme cela est illustré sur la . L’anneau sectorisé circonférentiellement comprend une couronne 18 portant sur sa face radialement interne l’abradable 14. L’anneau comprend également un déflecteur thermique 20 porté par l’extrémité amont de la couronne 18. La couronne 18 est fixée au carter 16 de turbine par une patte de serrage 22 à forme en C solidiaire de l’extrémité amont d’une plateforme externe du distributeur agencé en aval de la roue mobile. L’extrémité amont de la couronne comprend un organe en C 24 pour la fixation de l’anneau sur un rail cylindrique 26 du carter 16 et sur un bras radial 28 du distributeur 2 amont. Le déflecteur 2 est fixé à un bord amont 30 de la couronne 18 et s’étend radialement vers l’intérieur. Lorsque la turbomachine est en fonctionnement, les gaz de combustion passent d’amont en aval dans la veine primaire de la turbine et une partie de l’air chaud de combustion peut s’échapper entre l’extrémité aval de la plateforme externe 6 d’un distributeur 2 et l’extrémité amont de la plateforme externe 10 d’une roue mobile aval 4. Cet espace annulaire ainsi formé et noté J correspond à un espace nécessaire pour la rotation de roue mobile. Cependant de l’air chaud peut venir endommager les fixations de l’anneau au carter, c’est-à-dire l’organe en C 24, le rail cylindrique 26 du carter 16, le bras radial 28 du déflecteur 2 amont et également le carter 16 lui-même. Pour remédier à cela, les déflecteurs sont utilisés et classiquement brasé sur l’extrémité amont. Cependant la tenue mécanique de la brasure n’est pas optimale dans ces zones du fait des fortes sollicitations thermiques. Le présent document vise à remédier à ces inconvénients de manière fiable, efficace et peu onéreuse. Présentation de l’invention Le présent document concerne un ensemble annulaire pour turbine de turbomachine, en particulier d’aéronef, ledit ensemble annulaire s’étendant autour d’un axe longitudinal X et comprenant : - un distributeur fixé à un carter externe; - une roue à aubes agencée en aval du distributeur et montée rotative à l’intérieur du carter externe ; - ladite roue à aubes étant entourée par un anneau sectorisé circonférentiellement et porté par le carter externe et formé d’une couronne agencée radialement à l’extérieur de la roue à aubes et d’un déflecteur annulaire porté par un bord amont de la couronne et s’étendant radialement vers l’intérieur depuis ledit bord amont de la couronne ; caractérisé en ce que chaque secteur de déflecteur d’au moins un secteur d’anneau est engagé pour partie dans un logement du secteur de couronne dudit secteur d’anneau et en ce que le secteur de déflecteur et le secteur de couronne coopère par liaison de forme pour le maintien statique du secteur de déflecteur avec le secteur de couronne. Chaque secteur de déflecteur permet d’assurer la fonction d’écran de protection thermique. Ce secteur de déflecteur protège ainsi les éléments de fixation tels qu’une bride annulaire aval à l’extrémité aval d’un carter de turbine haute pression ou une bride annulaire amont à une extrémité amont d’un carter de turbine haute pression. La liaison mécanique ainsi réalisée permet de résister à de fortes sollicitations thermiques, à l’instar d’une liaison par brasage par exemple. Chaque secteur de déflecteur peut comprendre des premiers moyens de liaison de forme coopérant avec des seconds moyens de liaison de forme du secteur de couronne, les premiers moyens de liaison ou les seconds moyens de liaison comportant une languette déformable apte à venir s’engager dans une ouverture des seconds moyens de liaison ou des premiers moyens de liaison, respectivement, de manière à bloquer radialement et circonférrentiellement le secteur de déflecteur et le secteur de couronne l’un par rapport à l’autre. La coopération des premiers moyens de liaison et des seconds moyens de liaison permet de bloquer radialement et circonférrentiellement le secteur de déflecteur et le secteur de couronne l’un par rapport à l’autre. Chaque extrémité circonférentielle de l’un du secteur de couronne ou du secteur de déflecteur peut comprendre une languette coopérant avec une ouverture d’une extrémité circonférentielle de l’autre du secteur de couronne ou du secteur de déflecteur de manière à bloquer radialement et circonférrentiellement le secteur de déflecteur et le secteur de couronne l’un par rapport à l’autre. Chaque languette peut être apte à prendre une première position dans laquelle la languette aurtorise le montage du secteur de déflecteur dans le logement du secteur de couronne et une seconde position dans laquelle la languette bloque radialement et circonférentiellement le secteur de déflecteur dans le secteur de couronne. Le secteur de déflecteur peut comprendre une première partie destinée à être insérée dans le logement du secteur de couronne et une seconde partie orientée radialement vers l’intérieur depuis la première partie, la languette étant formée au niveau de la première partie. Le logement peut comprendre une rainure circonférentielle qui débouche vers l’amont et circonférentiellement. L’ouverture peut être une encoche dans une paroi annulaire externe formant avec une paroi annulaire interne une rainure. Le présent document concerne une turbine pour turbomachine comprenant une turbine basse pression comportant un ensemble annulaire du type précité et une turbine haute pression, le carter externe de la turbine basse pression comprenant une bride annulaire amont de fixation à une bride annulaire aval d’un carter externe de la turbine haute pression. Le présent document concerne une turbomachine comprenant un ensemble annulaire de déflecteurs étanches du type précité. Brève description des figures représente une demie-vue schématique partielle en coupe axiale d’un module de turbomachine ; représente une demie-vue schématique partielle en coupe axiale d’un module de turbomachine selon l’invention ; représente une vue schématique en perspective d’un secteur d’anneau, selon l’invention ; représente une vue schématique en perspective d’un secteur de couronne, selon l’invention ; représente une vue schématique en perspective d’un secteur de couronne et d’un secteur de déflecteur séparé, selon l’invention ; représente une vue schématique en perspective d’un secteur de déflecteur monté dans un secteur de couronne, selon l’invention ; représente une vue schématique en perspective d’un secteur de déflecteur monté dans un secteur de couronne et fixé audit secteur de couronne, selon l’invention. Description détaillée de l’invention Une turbine comprend une turbine haute pression amont et une turbine basse pression aval. La turbine haute pression et la turbine basse pression comprennent chacune une alternance de rangées annulaires d’aubes statoriques et d’aubes mobiles agencées à l’intérieur d’un carter. Comme illustré sur la , une première roue d’aubes mobiles 4 aval est entourée extérieurement par un carter de la turbine basse pression 16a alors qu’un distributeur 2 de sortie amont de la turbine haute pression est entouré extérieurement par un carter de la turbine haute pression 16b. Le distributeur 2 comporte une plateforme annulaire externe 6 à laquelle est reliée les exrémités radialement externes de pales radiales 8. Une patte d’accrochage 32 est à une extrémité de ladite plateforme externe 6 du distributeur 2. Le maintien circonférentiel et axial du distributeur 2 est assuré par l’intermédiaire de ladite patte d’accrochage 32 qui est engagée dans une gorge annulaire 33 du carter de turbine haute pression 16b, cette gorge annulaire 33 débouchant vers l’aval. Ce carter de la turbine haute pression 16b est fixé à son extrémité aval au moyen d’une bride annulaire aval 36 à une bride annulaire amont 38 de l’extrémité amont du carter de turbine basse pression 16a. Les brides annulaires aval 36 et amont 38 sont positionnées radialement au niveau de l’espace annulaire séparant le distributeur 2 de sortie de la turbine haute pression et la première roue d’aubes mobiles 4 de la turbine basse pression. Comme illustré à la , la première roue d’aubes mobiles 4 est montée rotative autour d’un axe longitudinal X dans un anneau accroché au carter externe 16a de la turbine basse pression. L’anneau sectorisé est formé de plusieurs secteurs d’anneau qui sont agencés circonférentiellement bout à bout et chacun portés par le carter externe 16a de la turbine basse pression. Les extrémités aval des secteurs d’anneau sont serrés radialement par une patte de serrage 22 en forme de C, situé en aval des secteurs d’anneau. Comme illustré aux figures 3 à 6, chaque secteur d’anneau comprend un secteur de couronne 18 agencé radialement à l’extérieur de la roue à aubes 4 et un secteur de déflecteur 20 annulaire. Comme illustré aux figures 2 à 7, le secteur de couronne 18 s’étend circonférentiellement et comprend un secteur de paroi annulaire 48 dont la face interne porte un abradable 14, un secteur de paroi radial 46 s’étendant radialement vers l’intérieur relié à un secteur de paroi cylindrique 50 portée par la bride annulaire amont 38 de l’extrémité amont du carter de turbine basse pression 16a. L’abradable 14 est de type nid d’abeille et réalise l’étanchéité au niveau de la roue d’aubes 4 au moyen de léchettes annulaires 12 s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la plateforme annulaire externe 10 de la roue mobile 4, afin de limiter le passage d’air radialement à l’extérieur de la roue mobile 4. Comme illustré à la à 7, le secteur de paroi cylindrique 50 du secteur de couronne 18 comporte un logement 51 qui comprend une rainure 52 circonférentielle. Cette rainure 52 circonférentielle du secteur de paroi cyclindrique 50 du secteur de couronne 18 débouche dans les bords circonférentiels 68 des extrémités circonférentielles 54 et vers l’amont. La rainure 52 du secteur de paroi cylindrique 50 du secteur de couronne 18 est délimitée par un secteur de paroi annulaire interne 60 et un secteur de paroi annulaire externe 62 qui s’étendent circonférentiellement. Chaque secteur de couronne 18 comprend des seconds moyens de liaison 70 de forme. Les seconds moyens de liaison 70 peuvent comprendre une ouverture 64 comprenant une encoche 66 de la paroi annulaire externe. Cette encoche 66 peut prendre différentes formes, comme par exemple une forme sensiblement rectangulaire ou oblique ou arrondie ou circulaire. Dans une variante, les second moyens de liaison 70 du secteur de couronne 18 peuvent comprendre une languette déformable pouvant prendre différentes formes, comme par exemple rectangulaire ou oblique ou arrondie ou circulaire. Comme illustré aux figures 5 à 7, le secteur de déflecteur 20 comporte un secteur coudé s’étendant circonférentiellement. Ce secteur coudé comprend une première partie 90 comportant un secteur de paroi longitudinal 92. Le secteur coudé du secteur de déflecteur 20 comprend en outre une seconde partie 91 comportant un secteur de paroi radial 94 s’étendant radialement vers l’intérieur depuis une extrémité amont du secteur de paroi longitudinal 92. L’étendue circonférentielle du secteur de déflecteur 20 est identique à celle du secteur de couronne 18. Une languette 80 peut être formée au niveau de cette première partie 90 du secteur coudé du secteur de déflecteur 20 et plus particulièrement à chaque extrémité circonférentielle 56 de la première partie du secteur coudé du secteur de déflecteur 20. Cette languette peut être telle que l’étendue circonférentielle du secteur de déflecteur est identique à l’étendue circonférentielle du secteur de couronne. Ladite languette 80 peut comprendre en amont une ouverture 86 pouvant prendre différentes formes : rectangulaire, oblique, arrondie, circulaire, etc. Dans l’exemple illustré en , l’ouverture 86 en amont de la languette 80 est rectangulaire. L’ouverture 64 des seconds moyens de liaison 70 du secteur de couronne 18 a une forme complémentaire à la languette 80 des premiers moyens de liaison 72 du secteur de déflecteur 20. Dans une variante, l’ouverture des premiers moyens de liaison 72 du secteur de déflecteur 20 a une forme complémentaire à la languette des seconds moyens de liaison 70 du secteur de couronne 18. Grâce à leurs formes complémentaires, les premiers moyens de liaison 70 de forme du secteur de déflecteur 20 coopérent avec les seconds moyens de liaison 72 de forme du secteur de couronne 18. Comme illustré à la , la première extrémité 92 comprenant le secteur de paroi longitudinal 92 du secteur de déflecteur 20 est engagée et montée en translation dans la rainure 52 circonférentielle du secteur de paroi cylindrique 50 du secteur de couronne 18. Comme illustré à la , la languette 80 aux extrémités circonférentielles 56 du secteur de déflecteur 20 est déformable et au moins une partie de ladite languette 80 des premiers moyens de liaison 72 du secteur de déflecteur 20 est montée radialement dans l’ouverture 64 des seconds moyens de liaison 70 du secteur de couronne 18 comprenant l’encoche 66. La languette 80 peut prendre deux positions : une première position autorisant le montage du secteur de déflecteur 20 dans le logement 51 du secteur de couronne 18 et une seconde position bloquant le secteur de déflecteur 20 radialement et circonférentiellement. Dans une variante non représentée, la languette aux extrémités circonférentielles du secteur de couronne est déformable et au moins une partie de ladite languette des seconds moyens de liaison du secteur de couronne est montée radialement dans l’ouverture des premiers moyens de liaison du secteur de déflecteur comprenant l’encoche. Le présent document est particulièrement intéressant dans le contexte où il est utilisé, i.e. à la jonction entre le carter haute pression 16b et le carter basse pression 16a puisque cette zone de jonction de carters peut être plus sensible qu'une autre à des fuites d'air chaud, les éléments de fixation pouvant être affectés et les dilatations thermiques différentielles entre les deux carters 16a, 16b pouvant conduire à une augmentation de contrainte dans ceux-ci, au niveau de leur fixation. Chaque secteur de déflecteur 20 permet d’assurer la fonction d’écran de protection thermique. Ce secteur de déflecteur 20 protège ainsi les éléments de fixation tels que la bride annulaire aval 36 à l’extrémité aval du carter de turbine haute pression 16b ou la bride annulaire amont 38 à l’extrémité amont du carter de turbine haute pression 16a. La coopération par liaison de forme des premiers moyens de liaison 72 et des seconds moyens de liaison 70 permet de bloquer radialement et circonférrentiellement le secteur de déflecteur 20 et le secteur de couronne 18 l’un par rapport à l’autre. Ensemble annulaire pour turbine de turbomachine, en particulier d’aéronef, ledit ensemble annulaire s’étendant autour d’un axe longitudinal X et comprenant : - un distributeur (2) fixé à un carter (16) externe; - une roue à aubes (4) agencée en aval du distributeur (20) et montée rotative à l’intérieur du carter (16) externe ; - ladite roue à aubes (4) étant entourée par un anneau sectorisé circonférentiellement et porté par le carter (16) externe et formé d’une couronne agencée radialement à l’extérieur de la roue à aubes (4) et d’un déflecteur (20) annulaire porté par un bord amont de la couronne et s’étendant radialement vers l’intérieur depuis ledit bord amont de la couronne ; caractérisé en ce que chaque secteur de déflecteur (20) d’au moins un secteur d’anneau est engagé pour partie dans un logement (51) du secteur de couronne (18) dudit secteur d’anneau et en ce que le secteur de déflecteur (20) et le secteur de couronne (18) coopère par liaison de forme pour le maintien statique du secteur de déflecteur (20) avec le secteur de couronne (18). Ensemble annulaire selon la revendication 1, dans lequel chaque secteur de déflecteur (20) comprend des premiers moyens de liaison (72) de forme coopérant avec des seconds moyens de liaison de forme (70) du secteur de couronne (18), les premiers moyens de liaison (72) ou les seconds moyens de liaison (70) comportant une languette (80) déformable apte à venir s’engager dans une ouverture (64) des seconds moyens de liaison (70) ou des premiers moyens de liaison (72), respectivement, de manière à bloquer radialement et circonférrentiellement le secteur de déflecteur (20) et le secteur de couronne (18) l’un par rapport à l’autre. Ensemble annulaire selon l’une des revendications précédentes, dans lequel chaque extrémité circonférentielle (54, 56) de l’un du secteur de couronne (18) ou du secteur de déflecteur (20) comprend une languette (80) coopérant avec une ouverture (64) d’une extrémité circonférentielle (56, 54) de l’autre du secteur de couronne (18) ou du secteur de déflecteur (20) de manière à bloquer radialement et circonférrentiellement le secteur de déflecteur (20) et le secteur de couronne (18) l’un par rapport à l’autre. Ensemble annulaire selon la revendication 2 ou 3, dans lequel chaque languette (80) est apte à prendre une première position dans laquelle la languette (80) autorise le montage du secteur de déflecteur (20) dans le logement (51) du secteur de couronne (18) et une seconde position dans laquelle la languette (80) bloque radialement et circonférentiellement le secteur de déflecteur (20) dans le secteur de couronne (18). Ensemble annulaire selon l’une des revendications 2 à 4, dans lequel le secteur de déflecteur (20) comprend une première partie (90) destinée à être insérée dans le logement (51) du secteur de couronne (18) et une seconde partie (91) orientée radialement vers l’intérieur depuis la première partie, la languette (80) étant formée au niveau de la première partie (90). Ensemble annulaire selon l’une des revendications 2 à 5, dans lequel l’ouverture est une encoche dans une paroi annulaire externe formant avec une paroi annulaire interne une rainure. Ensemble annulaire selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le logement (51) comprend une rainure (52) circonférentielle qui débouche vers l’amont et circonférentiellement. Turbine pour turbomachine comprenant une turbine basse pression comportant un ensemble annulaire selon l’une des revendications précédentes et une turbine haute pression, le carter externe (16a) de la turbine basse pression comprenant une bride annulaire amont (38) de fixation à une bride annulaire aval (36) d’un carter externe (16b) de la turbine haute pression. Turbomachine comprenant un ensemble annulaire selon l’une des revendications 1 à 7.