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Patent 3113137 Summary

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Claims and Abstract availability

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  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent Application: (11) CA 3113137
(54) English Title: TURBINE SEAL
(54) French Title: ETANCHEITE D'UNE TURBINE
Status: Compliant
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • F01D 9/04 (2006.01)
  • F01D 11/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • PARDO, FREDERIC PHILIPPE JEAN-JACQUES (France)
(73) Owners :
  • SAFRAN HELICOPTER ENGINES (France)
(71) Applicants :
  • SAFRAN HELICOPTER ENGINES (France)
(74) Agent: LAVERY, DE BILLY, LLP
(74) Associate agent:
(45) Issued:
(86) PCT Filing Date: 2019-09-20
(87) Open to Public Inspection: 2020-03-26
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): Yes
(86) PCT Filing Number: PCT/FR2019/052206
(87) International Publication Number: WO2020/058648
(85) National Entry: 2021-03-17

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
1858527 France 2018-09-20

Abstracts

English Abstract

The invention relates to an assembly for a multistage turbine (10) of a turbomachine, the assembly comprising a static sealing device, a turbine stator (22) comprising a radially outer end and an outer casing (16) surrounding the stator (22), the static sealing device being arranged radially between a radially outer end of the stator (22) and the outer casing (16), and comprising an annular seal (44) borne by the stator (22) and an annular structure (60) defining a plurality of radial annular walls (68) axially spaced apart from one another, at least one first wall of said radial annular walls (68) being in annular contact radially inwardly with the annular seal (44) and its longitudinal dimension being less than the longitudinal dimension of the seal (44).


French Abstract

L'invention concerne un ensemble pour une turbine (10) étagée de turbomachine, l'ensemble comprenant un dispositif d'étanchéité statique, un distributeur (22) de turbine comportant une extrémité radialement externe et un carter externe (16) entourant le distributeur (22), le dispositif d'étanchéité statique étant disposé radialement entre une extrémité radialement externe du distributeur (22) et le carter externe (16), et comprenant un joint (44) annulaire porté par le distributeur (22) et une structure annulaire (60) définissant une pluralité de parois annulaires radiales (68) espacées axialement les unes des autres, au moins une première paroi desdites parois annulaires radiales (68) étant en contact annulaire radialement vers l'intérieur avec le joint (44) annulaire et sa dimension longitudinale étant inférieure à la dimension longitudinale du joint (44).

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.


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REVENDICATIONS
1. Ensemble pour une turbine (10) étagée de turbomachine, l'ensemble
comprenant un dispositif d'étanchéité statique, un distributeur (22) de
turbine
comportant une extrémité radialement externe et un carter externe (16)
entourant le distributeur (22), le dispositif d'étanchéité statique étant
disposé
radialement entre une extrémité radialement externe du distributeur (22) et
le carter externe (16), et comprenant un joint (44) annulaire porté par le
distributeur (22) et une structure annulaire (60) définissant une pluralité de
parois annulaires radiales (68) espacées axialement les unes des autres, au
moins une première paroi desdites parois annulaires radiales (68) étant en
contact annulaire radialement vers l'intérieur avec le joint (44) annulaire,
la
dimension longitudinale de ladite au moins une première paroi étant
inférieure à la dimension longitudinale du joint (44).
2. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le joint (44) annulaire
est en contact linéique annulaire avec ladite au moins une première paroi
annulaire radiale (68) de la structure annulaire (60).
3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la structure
annulaire (60) présente une forme creuse conformée de manière à
comprendre au moins deux parois annulaires radiales (68) dont
l'espacement dans la direction longitudinale est inférieur à la dimension
longitudinale du joint (44).
4. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
distributeur (22) comprend une partie annulaire radiale comportant une
gorge (58) annulaire débouchant radialement vers l'extérieur et recevant ledit

joint annulaire (44).
5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le
joint (44) annulaire comprend au moins deux anneaux (76a, 76b), et plus
particulièrement deux anneaux (76a, 76b), disposés longitudinalement en
butée l'un contre l'autre.

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6. Ensemble selon la revendication 5, dans lequel chacun des anneaux
(76a, 76b) est en contact linéique annulaire avec au moins une paroi
annulaire radiale (68) de la structure annulaire (60).
7. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la
structure annulaire (60) présente une pluralité d'alvéoles (72) débouchant
radialement vers l'intérieur formées au moins pour partie par les parois
annulaires radiales (68) de la structure annulaire (60).
8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel chacune des alvéoles
(72) présente une forme hexagonale.
9. Ensemble selon l'une des revendications 7 ou 8, dans lequel la
dimension longitudinale du joint (44) est supérieure ou égale à la moitié de
la dimension longitudinale d'une alvéole (72).
10. Ensemble l'une des revendications 7 à 9, dans lequel la dimension
longitudinale du joint (44) est supérieure ou égale à la dimension
longitudinale d'une alvéole (72).
11. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la
structure annulaire (60) est formée de plusieurs secteurs structurellement
indépendants agencés circonférentiellement bout à bout.

Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.


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ETANCHEITE D'UNE TURBINE
DOMAINE
[001] La présente invention concerne le domaine général des dispositifs
assurant une fonction d'étanchéité dans un étage de turbine dans une
turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion.
CONTEXTE
[002] Classiquement, comme illustré en figure 1, une turbine 10 comprend
une pluralité d'étages 12 formés chacun d'une rangée annulaire d'aubes
fixes 14 portées extérieurement par un carter externe 16 et d'une rangée
annulaire d'aubes mobiles 18. Une plate-forme annulaire radialement
externe 20 est montée à l'extrémité radialement externe des aubes fixes 14.
Chaque rangée annulaire d'aubes fixes 14 forme un distributeur 22. Les
aubes mobiles 18 comprennent une plate-forme annulaire radialement
externe 24 comportant des léchettes 26 destinées à coopérer avec un
anneau 28 en matériau abradable. Les termes radialement vers l'intérieur ou
radialement vers l'extérieur sont à comprendre en relation avec une direction
radiale par rapport à l'axe de rotation de la roue aubagée 18 qui est l'axe de

rotation du rotor de la turbine 10.
[003] En fonctionnement, il est nécessaire de limiter les fuites d'air chaud
hors veine, plus précisément les circulations d'air chaud s'écoulant
radialement vers l'extérieur au niveau d'un espace annulaire entre l'extrémité

aval de la plateforme annulaire externe d'une roue aubagée amont AM et
l'extrémité amont de la plateforme d'un distributeur agencé en aval AV. Cette
fuite d'air chaud réduit les performances de la turbomachine et peut aussi
conduire à échauffer le carter et de manière générale toutes les pièces
environnantes.
[004] Une première solution technique consisterait à disposer un joint
d'étanchéité entre un carter externe de la turbine et la plate-forme

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radialement externe du distributeur. L'intégration du joint d'étanchéité
permet
de limiter les débits de fuite d'air chaud hors veine. Toutefois,
l'intégration du
joint d'étanchéité peut engendrer des problèmes de conduction thermique
entre le distributeur et le carter externe de la turbine. Ce problème
thermique
est dû à la difficulté à réaliser un contact parfait entre trois pièces
distinctes,
à savoir le distributeur, le joint et le carter externe de turbine. Ce contact

optimal entre les trois pièces permet de limiter les fuites d'air chaud mais
implique une importante conduction thermique entre le distributeur et le
carter externe qui fragilise mécaniquement ce dernier.
[005] Ainsi, il a été proposé comme en figure 1, une technologie permettant
de remédier aux problèmes technologiques mentionnés précédemment.
[006] La plate-forme radialement externe 20 du distributeur 22 présente une
extrémité amont s'étendant sensiblement longitudinalement en direction de
la plate-forme radialement externe 24 de la roue aubagée 18 munie d'aubes
mobiles. L'extrémité aval de la plateforme radialement externe 20 présente
une bride radiale 30 s'étendant radialement vers l'extérieur.
[007] La plateforme radialement externe 20 comprend en outre sur sa face
radialement externe un épaulement 32.
[008] Une pièce annulaire additionnelle 34 est fixée à la plate-forme
radialement externe 20 au niveau de l'épaulement 32. La pièce annulaire
additionnelle 34 présente ainsi une base 36. La surface radialement interne
de la base 36 est en contact radial avec la face radialement externe de la
plateforme 20 et la surface longitudinalement aval de la base 36 est en
contact longitudinal avec l'épaulement 32 de la plate-forme radialement
externe 20. A partir d'une extrémité radialement externe de la base 36 de la
pièce additionnelle 34 annulaire s'étendent une première et une seconde
parois annulaires 38, 40.
[009] La première paroi annulaire 38 s'étend à partir de l'extrémité
radialement externe amont de la base 36 et la seconde paroi annulaire 40
s'étend à partir de l'extrémité radialement externe aval de la base 36. Les

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première et seconde parois annulaires 38, 40 comprennent respectivement
une première partie 38a, 40a et une seconde partie 38b, 40b.
[010] La première paroi annulaire 38 comprend une première partie 38a qui
s'étend selon une composante radiale vers l'extérieur et une composante
longitudinale vers l'amont et la seconde partie 38b qui s'étend uniquement
selon une composante longitudinale vers l'amont.
[011] La seconde paroi annulaire 40 comprend une première partie 40a qui
s'étend selon une composante radiale vers l'extérieur et une composante
longitudinale vers l'aval et la seconde partie 40b s'étend uniquement selon
un composant longitudinale vers l'aval.
[012] L'extrémité aval de la seconde paroi annulaire 40 vient
longitudinalement à proximité, sans contact, ou en butée sur la bride radiale
30 de la plate-forme radialement externe 20 du distributeur 22.
[013] Le carter externe 16 présente une gorge annulaire 42 débouchant
radialement vers l'intérieur, en vis-à-vis du distributeur 22 et plus
précisément de la pièce annulaire additionnelle 34 fixée au distributeur 22.
Un joint 44 annulaire est inséré dans la gorge annulaire 42. Le joint 44
présente une extrémité amont en contact avec une paroi radiale amont
délimitant la gorge annulaire 42 vers l'amont. Le joint 44 annulaire présente
également une extrémité aval en contact avec une paroi aval délimitant la
gorge annulaire 42 vers l'aval.
[014] La gorge annulaire 42 du carter externe 16 présente également un
fond. Toutefois, le joint 44 est dépourvu de contact radial avec le fond de la

gorge annulaire 42.
[015] Une portion du joint 44 inséré dans la gorge annulaire 42 fait saillie
radialement vers l'intérieur par rapport aux extrémités radialement internes
des parois amont et aval délimitant la gorge annulaire 42. L'extrémité
radialement interne de la portion de joint 44 en saillie de la gorge annulaire

42 vient radialement en butée avec la surface radialement externe de la
seconde partie 40b de la seconde paroi annulaire 40 de la pièce annulaire
additionnelle 34, de manière à former un contact annulaire surfacique.

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[016] En fonctionnement, une partie de l'air chaud s'écoule hors veine entre
l'extrémité aval de la plate-forme radialement externe 24 d'une roue d'aubes
aubagée18 amont et une extrémité amont de la plate-forme radialement
externe d'un distributeur 22 agencé en aval de la roue aubagée 18. Le
déplacement de cet air chaud hors veine est limité par la présence d'une
chicane 46 formée à l'aide de la première paroi annulaire 38 de la pièce
annulaire additionnelle 34. Cette chicane 46 permet de détourner une partie
de l'air destiné à se diriger en aval de la première paroi annulaire 38 de la
pièce annulaire additionnelle 34, dans la partie hors veine.
[017] En outre, l'air qui s'est quand même écoulé hors veine en aval de la
première paroi annulaire 38 de la pièce annulaire additionnelle 34 est bloqué
par le biais du joint 44 agencé radialement entre le carter externe 16 et la
seconde paroi annulaire 40 de la pièce annulaire additionnelle 34.
[018] Enfin, l'usage de la pièce annulaire additionnelle 34 permet de limiter
la conduction de chaleur du distributeur 22 vers le carter externe 16 de la
turbine 10, de manière à ce que la température du carter externe 16 soit
acceptable.
[019] Néanmoins, si le gain en conduction thermique est notable, il s'avère
toutefois être limité et nécessite l'usage d'une pièce annulaire additionnelle
34 dont la masse est non négligeable. Cette masse additionnelle augmente
la consommation de la turbomachine.
[020] En outre, la forme de cette pièce annulaire additionnelle 34 est
complexe et la production de cette dernière est coûteuse. Au surplus,
l'intégration de cette pièce annulaire 34 ne permet pas de garantir une bonne
surface de contact entre le joint 44 annulaire et la seconde paroi annulaire
40 de ladite pièce annulaire 34.
[021] Enfin, cette pièce annulaire additionnelle 34 nécessite une solution
d'assemblage onéreuse (soudure, brasure, usage de pions, ...).
[022] L'invention vise à réaliser un dispositif d'étanchéité permettant de
limiter la conduction thermique entre le distributeur 22 et le carter externe
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de la turbine tout en surmontant les problèmes mentionnés précédemment
et ceci à un coût moindre.
RESUME DE L'INVENTION
[023] La présente invention concerne un ensemble pour une turbine étagée
5 de turbomachine, l'ensemble comprenant un dispositif d'étanchéité
statique,
un distributeur de turbine comportant une extrémité radialement externe et
un carter externe entourant le distributeur, le dispositif d'étanchéité
statique
étant disposé radialement entre une extrémité radialement externe du
distributeur et le carter externe, et comprenant un joint annulaire porté par
le
distributeur et une structure annulaire définissant une pluralité de parois
annulaires radiales espacées axialement les unes des autres, au moins une
première paroi desdites parois annulaires radiales étant en contact annulaire
radialement vers l'intérieur avec le joint annulaire, la dimension
longitudinale
de ladite au moins une première paroi étant inférieure à la dimension
longitudinale du joint.
[024] Au moins une des parois annulaires radiales de la structure annulaire
présente une dimension longitudinale plus faible que celle du joint, au niveau

de la zone de contact entre le joint et ladite paroi annulaire radiale, ce qui

permet de réduire la surface de contact entre le joint et la structure
annulaire.
Lorsque cette surface de contact est réduite, il est plus facile de garantir
que
l'étanchéité entre le distributeur et le carter externe par le biais du joint
annulaire est assurée.
[025] Dans le cas où la surface de contact est importante, des chemins de
fuite peuvent apparaitre entre le joint annulaire et une structure annulaire
du
carter externe. Ces fuites peuvent être causées par un défaut de planéité de
la surface en contact du joint annulaire. La présence de chemins de fuite
altère l'étanchéité entre le distributeur et le carter externe de la turbine
et la
réduction de la conduction de chaleur entre ces pièces. Toutefois, dans cette
invention, la réduction de la surface de contact permet d'améliorer le
contrôle

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et de limiter la possibilité d'existence de chemins de fuite. L'étanchéité est

ainsi améliorée si la surface de contact entre le joint et l'une des parois
radiales de la structure annulaire est réduite.
[026] Le joint annulaire peut être en contact linéique annulaire avec ladite
au moins une première paroi annulaire radiale de la structure annulaire.
[027] La surface de contact étant à réduire entre le joint annulaire et
l'extrémité radialement interne de la paroi annulaire radiale, il est alors
préférable que ce contact soit linéique.
[028] La structure annulaire peut présenter une forme creuse conformée de
manière à comprendre au moins deux parois annulaires radiales dont
l'espacement dans la direction longitudinale est inférieur à la dimension
longitudinale du joint.
[029] Avantageusement, le fait que l'espacement dans la direction
longitudinale de deux parois annulaires radiales adjacentes de la structure
annulaire soit inférieur à la dimension longitudinale du joint permet de
garantir que le joint annulaire est en contact, sur l'intégralité de la
circonférentialité, avec au moins l'une des parois annulaires radiales de la
structure annulaire. De cette manière, indépendamment de la forme et de la
dimension longitudinale entre une extrémité amont et une extrémité aval de
la paroi annulaire radiale en contact avec le joint, le joint vient
annulairement
en contact sans discontinuité avec l'extrémité radialement interne de la paroi

radiale annulaire de la structure annulaire.
[030] Le distributeur peut comprendre une partie annulaire radiale
comportant une gorge annulaire débouchant radialement vers l'extérieur et
recevant ledit joint annulaire.
[031] Le joint est logé dans une gorge annulaire qui comprend un flanc
annulaire amont et un flanc annulaire aval. En fonctionnement, l'écoulement
d'air dans la turbine induit une surpression sur une surface amont du joint.
Le joint est alors comprimé axialement, au niveau de sa surface aval, contre
le flanc annulaire aval de la gorge annulaire. Dans cet état de compression
axiale, le joint est en butée sur le flanc annulaire aval de la gorge
annulaire.

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En fonctionnement, les effets de la pression maintiennent le joint en appui
sur le flanc aval de la gorge.
[032] L'extrémité radialement externe du distributeur en contact avec le joint

annulaire présente préférentiellement une gorge débouchant radialement
vers l'extérieur, plus précisément en regard de la structure annulaire, afin
de
recevoir le joint. Cette gorge permet d'empêcher tout déplacement du joint
dans une direction longitudinale. De cette manière, le contact annulaire entre

le joint et l'extrémité radialement interne d'au moins une paroi annulaire
radiale est garantie.
[033] Dans un mode de réalisation particulier, le distributeur comprend une
partie annulaire radiale, dans l'épaisseur de laquelle est formée la gorge.
[034] Le joint annulaire peut comprendre au moins deux anneaux, et plus
particulièrement deux anneaux, disposés longitudinalement en butée l'un
contre l'autre.
[035] Préférentiellement, les anneaux sont fendus. La fente de ces
anneaux fendus est dimensionnée pour former une fuite au niveau de la
partie fendue de l'anneau la plus faible possible lorsque la turbine est en
fonctionnement. Les anneaux fendus présentent une compression élastique
radialement vers l'intérieur ou une expansion élastique radialement vers
l'extérieur en fonction de la portée cylindrique souhaitée. Si un joint
comprenant deux anneaux fendus est utilisé, les anneaux sont montés
angulairement de manière à ce que les fentes soient espacées l'une de
l'autre afin d'éviter un recouvrement même partiel de celles-ci qui
autoriserait
une fuite d'air chaud. Préférentiellement, les fentes sont positionnées
diamétralement opposées.
[036] Préférentiellement, chacun des anneaux peut être en contact
annulaire avec au moins une paroi annulaire radiale de la structure annulaire.
[037] Le fait que le joint présente au moins deux anneaux structurellement
indépendants agencés longitudinalement en butée permet que chacun de
ces anneaux soit respectivement en contact avec au moins une extrémité
radialement interne d'au moins une paroi annulaire radiale.

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[038] La structure annulaire peut présenter une pluralité d'alvéoles
débouchant radialement vers l'intérieur formées au moins pour partie par les
parois annulaires radiales de la structure annulaire.
[039] La présence d'alvéoles débouchant radialement vers l'intérieur à partir
de la structure annulaire permet, par une augmentation du nombre de
surfaces espacées, de limiter d'avantage le transfert de chaleur issue du
distributeur vers le carter externe de la turbine.
[040] Les pièces statiques d'une turbine présentent des mouvements
relatifs axiaux et radiaux entre elles. De ce fait, le joint peut se déplacer
axialement tout en garantissant un contact radial avec l'au moins une des
parois annulaires radiales de la structure annulaire. La structure annulaire
munie de parois annulaires radiales formant des alvéoles est plus abradable
que les dispositifs classiques et le joint s'adaptera parfaitement bien à la
paroi annulaire radiale en vis-à-vis.
[041] Chacune des alvéoles peut présenter une forme hexagonale.
[042] Dans un mode réalisation spécifique, les alvéoles pourraient
également avoir une forme triangulaire, carrée, rectangulaire ou octogonale.
[043] Dans un premier mode de réalisation, la dimension longitudinale du
joint est supérieure ou égale à la moitié de la dimension longitudinale d'une
alvéole.
[044] Dans le cas où la dimension longitudinale du joint est supérieure ou
égale à la dimension d'une demie alvéole, et plus particulièrement inférieure
à la dimension d'une alvéole, un positionnement précis de la gorge recevant
le joint et des parois annulaires radiales de la structure annulaire permet de
garantir un contact annulaire sans discontinuité entre le joint annulaire et
l'extrémité radialement interne de l'une des parois annulaires radiales.
[045] Dans un second mode de réalisation, la dimension longitudinale du
joint est supérieure ou égale à la dimension longitudinale d'une alvéole.
[046] Dans ce cas, le positionnement précis de la gorge recevant le joint et
des parois annulaires radiales de la structure annulaire n'est pas nécessaire

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pour garantir un contact annulaire du joint avec au moins une des parois
annulaires radiales définissant partiellement une pluralité d'alvéoles.
[047] Avantageusement, si la dimension longitudinale du joint anneau est
supérieure ou égale à la dimension longitudinale d'une alvéole, l'intégralité
des extrémités inférieures des parois définissant l'alvéole sont en contact
annulaire avec le joint.
[048] Dans un troisième mode de réalisation, la dimension longitudinale de
chacun des anneaux du joint est supérieure ou égale à la moitié de la
dimension longitudinale d'une alvéole. Le positionnement précis de la gorge
recevant le joint et des parois annulaires radiales de la structure annulaire
est nécessaire pour que l'au moins un des deux anneaux du joint et au moins
une des parois annulaires radiales soient en contact annulaire.
[049] Dans un quatrième mode de réalisation, la dimension longitudinale de
chacun des anneaux du joint est supérieure ou égale à la dimension
longitudinale d'une alvéole. Dans ce cas, le positionnement précis de la
gorge recevant le joint et des parois annulaires radiales de la structure
annulaire n'est pas forcément nécessaire pour garantir un contact annulaire
entre l'au moins un des deux anneaux du joint et l'au moins une des parois
annulaires radiales de la structure annulaire.
[050] Préférentiellement, la structure annulaire peut être formée de
plusieurs secteurs structurellement indépendants
agencés
circonférentiellement bout à bout.
[051] La sectorisation de la structure annulaire permet un montage simple
et facile dans une gorge du carter externe débouchant radialement vers
l'intérieur.
[052] Préférentiellement, le contact annulaire entre le joint annulaire ou un
anneau, et l'extrémité radialement interne de l'une des parois annulaires
radiales est linéique.
[053] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques
et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description
suivante
faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés.

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BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
- la figure 1 est une vue en coupe partielle d'une turbine de turbomachine
selon l'art antérieur ;
- la figure 2 est une vue en coupe partielle d'une turbine de turbomachine
5 selon l'invention ;
- La figure 3A est une vue en coupe au niveau de la zone de contact entre
le joint et la structure annulaire ;
- la figure 3B est une vue en coupe de deux parois annulaires radiales
destinées à être brasées ensemble.
10 - la figure 4A est une vue en coupe au niveau de la zone de contact
entre
le joint et la structure annulaire ;
- la figure 4B est une vue en coupe au niveau de la zone de contact entre
les anneaux formant le joint et la structure annulaire.
DESCRIPTION DETAILLEE
[054] La figure 1 illustrant un dispositif d'étanchéité selon l'art antérieur
agencé dans une turbine 10 de turbomachine a été décrite précédemment.
[055] La figure 2 illustre une turbine comprenant un dispositif d'étanchéité
selon l'invention.
[056] Le distributeur 22 présente en son extrémité radiale externe une plate-
forme rad ialement externe 20. A partir de la plate-forme rad ialement externe

20, une saillie 50 annulaire s'étend radialement vers l'extérieur. La saillie
50
annulaire présente une zone de liaison 52 à partir de laquelle s'étendent
parallèlement des parois annulaires radiales amont et aval 54, 56
rad ialement vers l'extérieur.
[057] Les parois annulaires radiales amont et aval 54, 56 ainsi que la zone
de liaison 52 de la saillie 50 forment une gorge 58 annulaire. Les parois
annulaires radiales amont et aval 54, 56 définissent des flancs de la gorge
annulaire tandis que la zone de liaison 50 définit un fond de la gorge 58. La
gorge 58 annulaire reçoit le joint 44 annulaire. Le joint 44 annulaire est

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disposé dans la rainure de manière à ce qu'une portion de ce dernier soit
radialement en saillie par rapport aux extrémités radialement externes des
parois annulaires radiales amont et aval 54, 56 définissant la gorge 58.
[058] Le joint 44 annulaire présente une surface longitudinale amont en
butée avec la paroi annulaire radiale amont 54 de la gorge 58 et une surface
longitudinale aval en butée avec la paroi annulaire radiale aval 56 de la
gorge
58. Ces butées longitudinales du joint 44 permettent de maintenir le joint 44
annulaire en position, sans avoir à être radialement en butée avec le fond de
la gorge 58.
[059] L'extrémité radiale externe du joint 44 annulaire s'étendant en saillie
vient radialement en butée contre une surface radialement interne d'une
structure annulaire 60 fixée au carter externe 16 de la turbine 10.
[060] Le carter externe 16 présente une gorge 62 annulaire munie d'un fond
64 et de deux flancs débouchant radialement. La gorge 62 débouche
radialement vers l'intérieur en vis-à-vis de la gorge 58 du distributeur 22.
La
gorge 62 du carter externe 16 reçoit la structure annulaire 60 qui est fixée à

la paroi de fond 64 de la rainure 62 par le biais d'une cylindrique annulaire
66.
[061] La fixation de la structure annulaire 60 à la paroi de fond 64 de la
gorge 62 formée sur le carter externe 16, peut être réalisée par brasage.
[062] La structure annulaire 60 présente ainsi une paroi cylindrique
annulaire 66, à partir de laquelle s'étendent une pluralité de parois
annulaires
radiales 68. Les parois annulaires radiales 68 de la structure annulaire 60
sont espacées longitudinalement les unes des autres.
[063] Dans un autre mode de réalisation, les parois annulaires radiales 68
de la structure annulaire 60 pourraient être directement formées par fusion
laser sur la paroi de fond 64 de la gorge 62.
[064] L'extrémité radialement externe du joint 44 est radialement en butée
avec une extrémité radialement interne de l'au moins une des parois
annulaires radiales 68 de la structure annulaire 60. Le contact entre le joint

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44 et une paroi annulaire radiale 68 de la structure annulaire 60 est
annulaire
et sans discontinuité.
[065] Dans un mode de réalisation particulier, illustré en figure 3A, 4A et
4B,
les parois annulaires radiales 68 présentent des tronçons communs 70 de
parois. Les tronçons communs 70 de parois sont espacés
circonférentiellement les uns des autres.
[066] Les parois annulaires radiales 68 présentant des tronçons communs
58 forment des alvéoles 72. La structure annulaire 60 présente ainsi une
structure alvéolaire 74 formée par la pluralité de parois annulaires radiales
68.
[067] La pluralité d'alvéoles 72 présente une structure hexagonale.
[068] Dans un mode de réalisation différent, les alvéoles 72 pourraient avoir
une forme triangulaire, carrée, rectangulaire ou octogonales.
[069] La figure 3B illustre deux parois annulaires radiales longitudinalement
adjacentes 68a, 68b de la structure annulaire 60 obtenues par emboutissage
d'une tôle. Ces parois annulaires radiales longitudinalement adjacentes 68a,
68b présentent des portions de parois destinées à être soudées ou brasées
ensemble au niveau des tronçons communs 70.
[070] Dans un mode de réalisation alternatif, les parois annulaires radiales
68 de la structure annulaire 60 sont obtenues par fabrication additive.
[071] Comme illustré en figure 3A, le joint 44 annulaire est disposé
annulairement en contact avec l'extrémité radiale interne d'une paroi
annulaire radiale 68. La dimension longitudinale du joint 44 annulaire doit
être suffisante pour venir en appui radiale au niveau des extrémités amont
et aval de la paroi annulaire radiale 68 avec laquelle il est en contact.
[072] Dans un mode de réalisation alternatif, l'espacement dans une
direction longitudinale entre deux parois annulaires radiales
longitudinalement adjacentes 68a, 68b est inférieur à la dimension
longitudinale du joint 44 annulaire. De cette manière, le joint 44 annulaire
vient annulairement en contact annulaire avec les extrémités radialement
internes des deux parois longitudinalement adjacentes 68a, 68b.

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[073] Si la structure annulaire 60 présente une structure 74 alvéolaire, la
dimension longitudinale du joint 44 annulaire doit être au moins égale à la
moitié de la dimension longitudinale d'une alvéole 72. De cette manière, par
un positionnement précis des parois annulaires radiales 68 de la structure
annulaire 60 et de la gorge 58 recevant le joint 44 annulaire permet de
garantir un contact annulaire du joint avec au moins une desdites parois
annulaires radiales 68.
[074] Si la dimension longitudinale du joint 44 annulaire est supérieure à la
dimension longitudinale d'une alvéole 72, alors un positionnement précis des
parois annulaires radiales 68 de la structure annulaire 60 et de la gorge 58
recevant le joint 44 annulaire n'est pas nécessaire pour garantir un contact
annulaire entre le joint annulaire et l'au moins une des extrémités
radialement internes des parois annulaires radiales 68 de la structure
annulaire 60.
[075] Plus particulièrement, comme illustré en figure 4A, si la dimension
longitudinale du joint 44 annulaire est supérieure à la dimension
longitudinale
des alvéoles 72, le joint 44 annulaire peut alors présenter annulairement un
contact radial avec les extrémités radiales internes de deux parois annulaires

radiales adjacentes 68a, 68b.
[076] Dans un mode de réalisation particulier illustré en figures 2 et 4B, le
joint 44 annulaire présente deux anneaux 76a, 76b longitudinalement en
butée l'un contre l'autre. Ces anneaux sont préférentiellement fendus. Le
premier anneau 76a présente une extrémité amont en butée longitudinale
avec la paroi annulaire amont 54 de la gorge 58 annulaire du distributeur 22
et une extrémité aval en butée longitudinale avec l'extrémité amont du
second anneau 76b. L'extrémité aval du second anneau 76b est en butée
longitudinale avec la paroi annulaire radiale aval 56 de la gorge 58 du
distributeur 22.
[077] Lorsque le joint 44 annulaire présente deux anneaux 76a, 76b
disposés longitudinalement en butée, il est avantageux que chacun d'eux

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présente annulairement un contact radial avec l'une des parois annulaires
radiales 68 de la structure annulaire 60.
[078] Les parois annulaires radiales 68a, 68c en contact avec les anneaux
76a, 76b formant le joint 44 annulaire ne sont pas nécessairement
longitudinalement adjacentes, comme cela est représenté en figure 4B.
[079] De la même manière que décrit précédemment, un anneau 76a, 76b
peut présenter une dimension longitudinale supérieure à l'espacement
longitudinale entre deux parois annulaires radiales longitudinalement
adjacentes 68a, 68b.
[080] Plus particulièrement, un anneau 76a, 76b peut présenter une
dimension longitudinale supérieure ou égale à la moitié de la dimension
longitudinale d'une alvéole 72 ou à la dimension longitudinale d'une alvéole
72.
[081] Préférentiellement, le joint 44 annulaire ou chaque anneau 76a, 76b
est annulairement en contact avec l'extrémité radialement interne d'une paroi
annulaire radiale 68 de la structure annulaire 60.
[082] Avantageusement, le contact entre le joint 44 annulaire ou l'un des
anneaux 76a, 76b formant une partie d'un joint 44 annulaire et une paroi
annulaire radiale 68 est linéique, de manière à permettre la réduction de la
surface de contact entre ces derniers.
[083] La réduction de la surface de contact permet de faciliter le contrôle de

la surface de contact du joint 44 annulaire et de limiter la présence de
chemins de fuite. Ainsi, l'étanchéité est garantie entre le distributeur 22 et
le
carter externe 16 de la turbine 10.
[084] En outre, la réduction de la surface de contact permet de réduire la
conduction thermique entre le distributeur 22 et le carter externe 16 de
manière efficiente.
[085] Enfin, l'absence de discontinuité au niveau du contact entre le joint 44

annulaire et au moins une des parois annulaires radiale 68 de la structure
annulaire 60 permet d'éviter la réduction des performances de la turbine 10

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et de réduire l'échauffement du carter externe 16 et des pièces
environnantes.
[086] Ladite structure annulaire 60 est préférentiellement composée d'une
pluralité de secteurs structurellement indépendants agencés
5 circonférentiellement en butée. Une telle sectorisation de la structure
annulaire 60 permet de l'agencer dans la gorge 62 annulaire du carter
externe 16 et de la fixer à ce dernier.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
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(86) PCT Filing Date 2019-09-20
(87) PCT Publication Date 2020-03-26
(85) National Entry 2021-03-17

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Maintenance Fee - Application - New Act 2 2021-09-20 $100.00 2021-08-18
Maintenance Fee - Application - New Act 3 2022-09-20 $100.00 2022-08-19
Maintenance Fee - Application - New Act 4 2023-09-20 $100.00 2023-08-22
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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Abstract 2021-03-17 2 83
Claims 2021-03-17 2 70
Drawings 2021-03-17 2 40
Description 2021-03-17 15 654
Representative Drawing 2021-03-17 1 8
Patent Cooperation Treaty (PCT) 2021-03-17 2 90
International Search Report 2021-03-17 4 128
National Entry Request 2021-03-17 8 220
Cover Page 2021-04-07 1 41