Brevet FR3159195A1 — publié le 20250815

L’invention concerne une turbine de turbomachine comportant un carter (12) portant un distributeur (13) s’étendant circonférentiellement autour d’une direction axiale, dans laquelle : – ce distributeur est formé de plusieurs secteurs aubagés (22, 23, 24) comportant chacun une plateforme radialement externe (26, 27, 28) et une plateforme radialement interne avec plusieurs aubes (14) s’étendant radialement de la plateforme interne à la plateforme externe (26, 27, 28) ; – le carter (12) comporte une gorge interne (29) de révolution, avec plusieurs secteurs d’anneau (32, 33, 34) distincts engagés chacun dans cette gorge interne (29) et dépassent radialement vers l’intérieur du carter (12) ; – chaque secteurs d’anneau (32, 33, 34) bloque axialement au moins un secteur aubagé (22, 23, 24). Figure pour l’abrégé : Figure 5 Turbine basse pression de turboréacteur comportant un distributeur retenu axialement par plusieurs secteurs d’anneau de blocage L’invention concerne le blocage axial d’un distributeur de turbine basse pression équipant une turbomachine telle qu’un turboréacteur. 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 entourant 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 par des 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, 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 compresseur haute pression, et la turbine basse pression est liée en rotation avec le compresseur basse pression. La turbine basse pression est entourée par une portion de carter, appelée carter basse pression, et comporte plusieurs étages qui incluent au moins un distributeur formé d’aubes fixes rigidement solidarisées à la portion de carter, et entourant un rotor. Ce distributeur est formé de plusieurs secteurs aubagés, comportant chacun plusieurs aubes contiguës, et ces secteurs sont montés sur la face interne du carter basse pression et forment une couronne ou roue aubagée qui est fixe. Ces secteurs sont maintenus longitudinalement par un jonc engagé dans une rainure interne du carter basse pression située immédiatement à l’aval du distributeur, ce jonc dépassant radialement vers l’intérieur du carter basse pression. Les secteurs aubagés sont ainsi en appui longitudinal sur le jonc, qui s’oppose ainsi aux efforts aérodynamiques exercés sur le distributeur d’amont en aval, pour empêcher le recul de ce distributeur vers la roue aubagée située immédiatement à son aval. Pour des raisons de montage, les deux extrémités du jonc sont espacées l’une de l’autre d’une certaine distance le long de la circonférence de la gorge interne dans laquelle ce jonc est monté. En pratique, les cycles thermiques et les cycles de déformations mécaniques que subissent le jonc et carter basse pression au cours de la vie du moteur engendrent une diminution de la longueur circonférentielle de ce jonc, par effet de fluage. Par conséquent, la distance séparant les extrémités du jonc tend à augmenter au cours de la vie du moteur. Cette situation induit un risque de recul du secteur aubagé se trouvant au niveau de l’espacement séparant les deux extrémités du jonc, ce qui peut conduire ce secteur à interférer avec la roue aubagée rotative située immédiatement à son aval, et engendrer une dégradation voire une destruction de la turbine basse pression. Le but de l’invention est d’apporter une solution pour améliorer le blocage axial d’un distributeur. A cet effet, l’invention a pour objet une turbine de turbomachine comportant un carter portant un distributeur s’étendant circonférentiellement autour d’un axe, dans laquelle : – le distributeur est formé de plusieurs secteurs aubagés montés circonférentiellement bout-à-bout autour de l’axe, chaque secteur aubagé comportant une plateforme radialement externe et une plateforme radialement interne avec une ou plusieurs aubes s’étendant radialement de la plateforme radialement interne à la plateforme radialement externe ; – le carter comporte une gorge interne annulaire qui est ouverte en débouchant radialement vers l’intérieur vis-à-vis du carter, et dans lequel plusieurs secteurs d’anneau de blocage distincts et disposés circonférentiellement bout-à-bout sont engagés chacun dans cette gorge interne et dépassent radialement vers l’intérieur du carter ; – chaque secteur d’anneau de blocage bloque axialement au moins un secteur aubagé. Avec cet agencement, la longueur des éléments de blocage formés par les secteurs d’anneau est réduite, de sorte que le fluage que subit chaque élément de blocage se traduit par une moindre diminution de sa longueur circonférentielle, si l’on compare avec un organe de blocage de type jonc ou anneau fendu s’étendant sur toute la circonférence du distributeur. Un secteur aubagé n’est plus susceptible de se trouver en vis-à-vis d’un vide s’étendant entre deux extrémités de secteurs d’anneau, de sorte qu’il n’existe plus de risque qu’un secteur aubagé ne soit plus retenu axialement après une série importante de cycles de fonctionnement de la turbine. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, dans laquelle chaque secteur d’anneau de blocage comporte un ergot, et dans lequel chaque plateforme radialement externe comporte un bord d’extrémité aval dans lequel est formée une encoche recevant l’ergot d’un secteur d’anneau de blocage. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, dans laquelle les ergots des secteurs d’anneau de blocage et les encoches des plateformes externes s’étendent parallèlement à l’axe. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, dans laquelle chaque ergot comporte une portion s’étendant radialement par rapport à l’axe prolongée par une portion s’étendant parallèlement à l’axe, chaque ergot ayant une forme de crochet sur lequel une plateforme vient en appui. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, comportant le même nombre de secteurs d’anneau de blocage que de secteurs aubagés, et dans laquelle chaque secteurs d’anneau assure le blocage axial d’un secteur aubagé. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, comportant le même nombre de secteurs d’anneau de blocage que de secteurs aubagés, dans laquelle les secteurs d’anneau de blocage sont circonférentiellement décalés par rapport aux secteurs aubagés, et dans laquelle chaque secteurs d’anneau contribue au blocage axial de deux secteurs aubagé circonférentiellement adjacents. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, comportant un plus grand nombre de secteurs aubagés que de secteurs d’anneau de blocage, et dans laquelle chaque secteurs d’anneau assure le blocage axial de plusieurs secteurs aubagés. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, dans laquelle le carter comporte des plots radiaux dépassant en saillie radialement vers l’intérieur vis-à-vis de sa face radialement interne, et dans lequel chaque plateforme radialement externe comporte à son bord d’extrémité amont qui comprend une échancrure de blocage recevant un plot radial. L’invention concerne également une turbine ainsi définie, dans laquelle le carter comporte des plots radiaux dépassant en saillie radialement vers l’intérieur vis-à-vis de sa face radialement interne, chaque plot radial s’engageant dans une encoche d’un bord amont de plateforme radialement externe qui reçoit aussi un ergot de secteur d’anneau de blocage. L’invention concerne également une turbomachine comprenant une turbine ainsi définie. La FIG. 1 est une vue d’ensemble d’un turboréacteur représenté en coupe longitudinale ; La FIG. 2 est une vue en coupe longitudinale partielle d’une turbine basse pression ; La FIG. 3 est une vue partielle montrant l’espacement des extrémités d’un jonc de blocage après fluage ; La FIG. 4 est une vue d’un jonc de blocage de distributeur selon l’Etat de la technique représenté seul ; La FIG. 5 est une vue partielle montrant le blocage de trois secteurs aubagés par trois secteurs d’anneau de blocage conformément à l’invention ; La FIG. 6 est une vue en perspective d’un secteurs d’anneau de blocage selon l’invention ; La FIG. 7 est une autre vue en perspective d’un secteurs d’anneau de blocage selon l’invention ; La FIG. 8 est une vue en coupe longitudinale locale montrant le blocage d’un secteur aubagé par le secteurs d’anneau selon l’invention ; La FIG. 9 est une vue en coupe transversale montrant le blocage de plusieurs secteurs aubagés par plusieurs secteurs d’anneau conformément à l’invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE l’INVENTION Dans le turboréacteur 1 représenté sur la FIG. 1 , l'air extérieur est admis dans une manche d'entrée 2 puis traverse une soufflante 3 comportant une série de pales rotatives avant de se scinder en un flux primaire central et un flux secondaire entourant le flux primaire. Le flux primaire est ensuite compressé dans un compresseur basse pression 4 et un compresseur haute pression 6 avant d'arriver dans une chambre de combustion 7, après quoi il se détend en traversant une turbine haute pression 8 et une turbine basse pression 9 avant d'être évacué vers l'arrière en générant de la poussée. Le flux secondaire est quant à lui propulsé directement vers l'arrière par la soufflante dans une veine délimitée par un ensemble de carters 11 pour générer une poussée complémentaire. Les éléments mobiles de turbine haute pression et du compresseur haute pression sont portés par un corps haute pression, et la turbine basse pression et le compresseur basse pression sont portés par un rotor central entouré par le corps haute pression. Comme visible sur la FIG. 2 , la turbine basse pression 9 qui est entourée par une portion de carter appelée carter basse pression 12, comporte plusieurs étages incluant un distributeur 13 formé d’une série d’aubes fixes 14 portées par le carter 12. Le rotor, repéré par 16, comporte un disque 17 portant des aubes 18, situés immédiatement en aval du distributeur 13. Un autre disque 19 portant des aubes 21 est situé en amont du distributeur 13 en étant lui aussi porté par le rotor 16. Le distributeur 13 est formé de plusieurs secteurs aubagés tels que les trois secteurs aubagés 22, 23 et 24 visibles sur les figures 3 et 5. Chaque secteur aubagé comporte plus particulièrement une plateforme radialement externe 26, 27, 28 et une plateforme radialement interne entre lesquelles s’étendant plusieurs aubes 14 pour former un tout constitué d’une seule pièce. Chaque secteur aubagé est rapporté par sa plateforme externe à la face interne de révolution du carter basse pression 12, ces secteurs aubagés étant montés circonférentiellement bout-à-bout de manière à constituer conjointement une couronne aubagée fixe. Complémentairement, le carter 12 comporte au droit de la face aval du distributeur 13, une gorge interne de révolution 29 recevant un organe de blocage pour retenir axialement les plateformes externes des secteurs aubagés afin d’empêcher leur déplacement vers l’aval sous l’effet des efforts aérodynamiques qu’ils subissent. Si cet organe de blocage est un jonc 31, c’est-à-dire un anneau fendu tel que représenté sur la FIG. 4 , il s’avère qu’au fil des cycles de fonctionnement du moteur, la longueur circonférentielle de ce jonc diminue par effet de fluage. En conséquence, et comme illustré sur la FIG. 3 , les extrémités circonférentielles de ce jonc s’espacent, de sorte que le secteur aubagé 23 situé au niveau de ces extrémités circonférentielles peut ne plus être retenu axialement. Selon l’invention, le blocage des secteurs aubagés est assuré non pas par un jonc, mais par plusieurs secteurs d’anneau de blocage disposés circonférentiellement bout-à-bout, repérés par 32, 33, 34 sur la FIG. 5 , pour retenir les plateformes 26, 27, 28 selon la direction axiale AX. Chaque secteurs d’anneau 32, 33, 34 est engagé dans une portion de la gorge 29, en vis-à-vis d’une plateforme de secteur aubagé correspondante. Plus particulièrement, chaque plateforme présente une forme de portion de paroi de révolution délimitée vers l’aval par un bord s’étendant dans un plan normal à l’axe AX. Ces bords aval, repérés par 36, 37 et 38, s’étendent dans un même plan normal à l’axe AX qui est situé au droit du bord amont de la gorge 29, et chaque secteurs d’anneau 32, 33, 34 dépasse radialement vers l’intérieur de la face interne du carter 12. Chaque bord aval de plateforme est ainsi axialement en appui sur le flanc amont du secteurs d’anneau correspondant, pour retenir axialement le secteur aubagé dont cette plateforme fait partie. Comme visible sur les figures 5 à 7, le secteurs d’anneau 33 est pourvu d’un ergot 39 qui dépasse axialement de sa face amont pour s’engager axialement dans une encoche 41 correspondante formée à la face aval du bord aval 37 de la plateforme 27. Le secteurs d’anneau 33 est ainsi indexé circonférentiellement par rapport à la plateforme 27, de façon à être bloqué circonférentiellement en vis-à-vis de la plateforme 27 pour la retenir circonférentiellement en toute circonstance. Dans l’exemple des figures, l’ergot 39 présente une forme globalement parallélépipédique dépassant de la face amont du secteur d’anneau 33. L’encoche 41 présente une forme parallélépipédique qui s’ouvre dans la face du bord aval 37 de la plateforme 27, et dans la face radialement interne de cette plateforme 27. Dans ces conditions, le secteur d’anneau de blocage 33 peut être inséré après positionnement du secteur aubagé 23 à la face interne du carter 12, le secteur d’anneau 33 pouvant alors être déplacé radialement de l’intérieur vers l’extérieur pour engager son corps dans la gorge 29 et son ergot 39 dans l’encoche 41. Les autres secteurs d’anneau et les autres secteurs aubagés présentent les mêmes morphologies, de sorte que l’installation du distributeur 13 consiste à placer dans un premier temps les secteurs aubagés à la face interne du carter 12, pour ensuite insérer les secteurs d’anneau de blocage dans la gorge 29. Grâce aux ergots, engagés dans les encoches de chaque plateforme, chaque secteur d’anneau de blocage est maintenu en vis-à-vis du secteur aubagé qu’il retient lorsque le moteur est en service. Dans l’exemple de la FIG. 5 , le distributeur comporte autant de secteurs d’anneau que de secteur aubagés, les secteurs d’anneau étant circonférentiellement décalés par rapport aux secteurs aubagés. Chaque secteurs d’anneau est principalement en vis-à-vis d’une plateforme pour la retenir, tout en comportant une extrémité en vis-à-vis d’une plateforme circonférentiellement adjacente. Chaque secteur d’anneau contribue ainsi à la rétention axiale de deux plateformes. Ainsi, le secteurs d’anneau 33 contribue à la rétention axiale des plateformes 27 et 26, et la plateforme 27 est retenue axialement par les secteurs d’anneau 33 et 34. Il est aussi possible de prévoir que les secteurs d’anneau ne soient pas décalés circonférentiellement par rapport aux secteurs aubagés dont ils assurent la rétention axiale, chaque secteur d’anneau assurant alors la retenue d’un seul secteur d’anneau aubagé. Le nombre de secteurs d’anneau de blocage peut aussi être prévu inférieur au nombre de secteurs aubagés, chaque secteurs d’anneau assurant alors le blocage d’au moins deux secteurs aubagés. Par ailleurs, les ergots 39 peuvent être prévus pour présenter une forme de crochet : chaque ergot 39 comporte alors une portion s’étendant radialement prolongée par une portion s’étendant axialement, chaque ergot 39 pouvant alors dépasser radialement du secteur d’anneau qui le porte, une plateforme venant en appui sur cette forme en crochet pour être bloquée. Pour éviter une rotation du distributeur 13 autour de l’axe AX en cours de fonctionnement de la turbine, pouvant se produire du fait des vibrations auxquelles le système est soumis, les secteurs aubagés sont en outre indexés angulairement par rapport au carter 12 qui les porte. A cet effet, comme représenté sur les figures 8 et 9, le carter 12 est pourvu de plots 42, 43 dépassant radialement vers l’intérieur depuis sa face interne, et qui s’engagent dans des échancrures correspondantes 44, 46 formées dans les bords amonts 47, 48 des plateformes lorsque les secteurs aubagés sont mis en place dans le carter 12. Comme visible sur la FIG. 8 , l’échancrure 44 s’ouvre dans la face amont de la plateforme 27, c’est-à-dire dans son bord amont 47, et également dans la face radialement externe de cette plateforme 27, de manière à faciliter l’engagement du plot 42 lors du positionnement du secteur aubagé 23. Les différents secteurs aubagés présentent la même morphologie que le secteur 23, de sorte que chaque secteur aubagé est indexé circonférentiellement à la face interne du carter 12 par un plot correspondant. Alternativement, les plateformes sont dépourvues d’échancrures à leurs bords amonts, et les plots 42 et 43 sont situés au droit des encoches 41 formées dans les bords aval des plateformes. Dans ce cas, chaque encoche 41 formée dans un bord amont de plateforme s’étend sur toute la hauteur de ce bord, c’est-à-dire sur toute l’épaisseur radiale de la plateforme. Chaque encoche 41 comporte alors une face s’ouvrant dans le bord aval de la plateforme et une face s’ouvrant dans la face radialement interne de la plateforme mais également une face s’ouvrant dans la face radialement externe de la plateforme. Dans ces conditions, chaque encoche 41 reçoit d’une part un plot 42 d’indexation du secteur aubagé par rapport au carter 12 et également un ergot 39 d’indexation du secteurs d’anneau 33 retenant axialement le secteur aubagé comportant la plateforme pourvue de cette encoche. Turbine de turbomachine comportant un carter (12) portant un distributeur (13) s’étendant circonférentiellement autour d’un axe (AX), dans laquelle : – le distributeur est formé de plusieurs secteurs aubagés (22, 23, 24) montés circonférentiellement bout-à-bout autour de l’axe (AX), chaque secteur aubagé (22, 23, 24) comportant une plateforme radialement externe (26, 27, 28) et une plateforme radialement interne avec une ou plusieurs aubes s’étendant radialement de la plateforme radialement interne à la plateforme radialement externe (26, 27, 28) ; – le carter (12) comporte une gorge interne (29) annulaire qui est ouverte en débouchant radialement vers l’intérieur vis-à-vis du carter (12), et dans lequel plusieurs secteurs d’anneau de blocage (32, 33, 34) distincts et disposés circonférentiellement bout-à-bout sont chacun engagés dans cette gorge interne (29) et dépassent radialement vers l’intérieur vis-à-vis du carter (12) ; – chaque secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34) bloque axialement au moins un secteur aubagé (22, 23, 24). Turbine selon la revendication 1, dans laquelle chaque secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34) comporte un ergot (39), et dans lequel chaque plateforme radialement externe (26, 27, 28) comporte un bord d’extrémité aval (36, 37, 38) dans lequel est formée une encoche (41) recevant l’ergot (39) d’un secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34). Turbine selon la revendication 2, dans laquelle les ergots (39) des secteurs d’anneau de blocage (32, 33, 34) et les encoches (41) des plateformes externes (26, 27, 28) s’étendent parallèlement à l’axe (AX). Turbine selon la revendication 2, dans laquelle chaque ergot (39) comporte une portion s’étendant radialement par rapport à l’axe (AX) prolongée par une portion s’étendant parallèlement à l’axe (AX), chaque ergot (39) ayant une forme de crochet sur lequel une plateforme vient en appui. Turbine selon l’une des revendications précédentes, comportant le même nombre de secteurs d’anneau de blocage (32, 33, 34) que de secteurs aubagés (22, 23, 24), et dans laquelle chaque secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34) assure le blocage axial d’un secteur aubagé (22, 23, 24). Turbine selon l’une des revendications précédentes, comportant le même nombre de secteurs d’anneau de blocage (32, 33, 34) que de secteurs aubagés (22, 23, 24), dans laquelle les secteurs d’anneau de blocage (32, 33, 34) sont circonférentiellement décalés par rapport aux secteurs aubagés (22, 23, 24), et dans laquelle chaque secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34) contribue au blocage axial de deux secteurs aubagés (22, 23, 24) circonférentiellement adjacents. Turbine selon l’une des revendications précédentes, comportant un plus grand nombre de secteurs aubagés (22, 23, 24) que de secteurs d’anneau de blocage (32, 33, 34), et dans laquelle chaque secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34) assure le blocage axial de plusieurs secteurs aubagés (22, 23, 24). Turbine selon l’une des revendications précédentes, dans laquelle le carter (12) comporte des plots radiaux (42, 43) dépassant en saillie radialement vers l’intérieur vis-à-vis de sa face radialement interne, et dans lequel chaque plateforme radialement externe (26, 27, 28) comporte un bord d’extrémité amont qui comprend une échancrure (44, 46) recevant un plot radial (42, 43). Turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le carter (12) comporte des plots radiaux (42, 43) dépassant en saillie radialement vers l’intérieur vis-à-vis de sa face radialement interne, chaque plot radial (42, 43) s’engageant dans une encoche (41) d’un bord amont de plateforme radialement externe (26, 27, 28) qui reçoit aussi un ergot (39) de secteur d’anneau de blocage (32, 33, 34). Turbomachine comprenant une turbine selon l’une des revendications précédentes.