Joint d'étanchéité pour compresseur basse pression dans un turboréacteur

Description

Objet de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte à un nouveau joint destiné à assurer l'étanchéité d'une enceinte dans le booster ou compresseur basse pression d'un moteur de type turboréacteur simple ou double flux (turbofan).

[0002] En ce qui concerne le domaine général d'application, l'invention s'applique chaque fois qu'une étanchéité est requise dans les enceintes d'une turbomachine, en particulier au niveau d'un disque de soufflante.

Etat de la technique

[0003] Il est connu que, dans les turboréacteurs, l'étanchéité entre les différentes parties du compresseur est nécessaire pour éviter les fuites entre les enceintes maintenues à des pressions différentes.

[0004] Ainsi, comme représenté à la figure 1, au niveau des premiers étages du compresseur basse pression d'un turbofan, il est nécessaire d'assurer l'étanchéité entre la partie interne du tambour 2, qui sert de support des aubes mobiles du flux primaire et le disque 1 qui supporte les aubes de la soufflante (disque fan). L'étanchéité est assurée au moyen d'un flasque 3 situé entre l'enceinte pressurisée délimitée par la partie interne du tambour 2 et l'air ambiant, au niveau du disque 1 qui supporte les aubes de la soufflante. L'étanchéité est assurée effectivement par un joint en tôle 5 présentant la symétrie de révolution et venant se placer, au niveau de sa partie recourbée 6, contre le disque 1.

[0005] Traditionnellement, le montage du joint d'étanchéité est assuré en boulonnant une pièce de joint métallique 5 sur une bride spécifique 4 associée au tambour 2. Les déformations auxquelles une telle bride est soumise en fonctionnement impliquent une exigence de grande souplesse pour celle-ci. Aussi est-elle généralement réalisée "en dentelle". La réalisation de cette bride implique un usinage sur pièce massive avec supplément de matière important et donc également supplément de coût. De plus, l'assemblage boulonné implique la réalisation de trous dans le joint, réalisé généralement en aluminium et dans la bride, ce qui diminue la durée de vie de ces pièces.

[0006] Une première solution pour la réalisation de joints d'étanchéité tambour/soufflante a été proposée dans la demande de brevet européen N° 01870116 (non publiée). Selon cette invention, un joint précontraint situé entre la bride solidaire du tambour et le disque rotatif supportant les aubes tournantes de la soufflante est maintenu en place, sans fixation mécanique, d'une part avec un talon prolongeant la bride et d'autre part par contact avec ledit disque. Le serrage de la face d'appui du joint sur le talon est ainsi réalisé par l'élasticité du joint.

[0007] Un tel joint précontraint doit être réalisé en un métal capable de supporter des contraintes importantes, tel que l'acier ou le titane. Il est coûteux à réaliser. De plus, les différences de pression entre les enceintes sont susceptibles de décoller le joint qui n'est maintenu que par son effet "ressort".
Le document EP-A-0 691 455 décrit un joint permettant d'éviter à des particules ingérées par un turboréacteur de venir se glisser entre la surface amont du disque de la turbine haute pression et le labyrinthe fixé sur celui-ci. Ce joint comprend un corps placé dans une cavité du labyrinthe et une lèvre s'appuyant sur la surface amont du disque, tel qu'à l'arrêt il subsiste un petit espace entre le labyrinthe et le joint.

Buts de l'invention

[0008] La présente invention vise à fournir une solution qui soit à la fois exempte des inconvénients de l'état de la technique et alternative à la solution déjà proposée par la Demanderesse.

Principaux éléments caractéristiques de l'invention

[0009] La présente invention concerne un dispositif d'étanchéité pour enceinte pressurisée d'un compresseur basse pression appartenant à un moteur de turbomachine, de préférence un turboréacteur ou turbofan, comprenant un joint assurant un contact étanche entre la partie interne du tambour supportant les aubes mobiles des étages de compression du flux primaire et le disque rotatif supportant les aubes tournantes de la soufflante, au niveau d'une première extrémité du joint, caractérisé en ce que ledit joint est maintenu au niveau du tambour dans un logement de celui-ci, un élément en élastomère étant moulé sur une seconde extrémité du joint pour s'adapter à la forme dudit logement.

[0010] Selon l'invention, l'élément en élastomère est à symétrie de révolution et concentrique avec le logement pratiqué dans le tambour. L'élément en élastomère est réalisé de manière à pouvoir être comprimé par montage dans ledit logement. Le joint est par ce fait centré sans qu'il soit soumis à des contraintes.

[0011] Avantageusement, le logement est réalisé dans une bride solidaire du tambour.

[0012] De manière particulièrement avantageuse, l'élément en élastomère est un élément en silicone.

[0013] Il ressort préférentiellement de l'invention que le joint peut être constitué d'un métal ou d'un alliage métallique léger, de préférence l'aluminium.

Brève description des figures

[0014] La figure 1, déjà mentionnée ci-dessus, représente une vue en coupe axiale pour une forme d'exécution d'un dispositif d'étanchéité selon l'état de la technique.

[0015] La figure 2 représente une vue en perspective pour une forme d'exécution d'un dispositif d'étanchéité selon l'invention.

[0016] La figure 3 représente une vue en coupe axiale correspondant au dispositif d'étanchéité de la figure 2.

Description d'une forme d'exécution préférée de l'invention

[0017] L'idée à la base de la présente invention est de réaliser un joint qui ne joue pas le rôle d'élément résilient et qui ne soit donc pas le siège de contraintes importantes.

[0018] Le nouveau dispositif de joint est représenté sur les figures 2 et 3. Le tambour 2 comprend une première partie de joint 15 représentée sur la figure 2, qui est crantée et qui présente des encoches 8 permettant le dépassement des aubes de soufflante au niveau de leurs talons 10. L'appui du tambour 2 sur le disque de soufflante 1 se fait au niveau des excroissances 9 et d'une deuxième partie de joint 5. La deuxième partie de joint 5 est métallique, par exemple en aluminium. Elle est maintenue en place par sa position en sandwich entre le disque fan 1, au niveau de son extrémité recourbée 6 et le tambour 2 dépourvu de bride mais dans lequel un logement 7 a été usiné pour pouvoir accueillir l'autre extrémité 6' du joint métallique 5. La partie métallique 5 du joint à cette extrémité est alors emprisonnée dans un élastomère tel que du silicone remplissant le logement 7. L'élastomère est donc moulé dans le logement du tambour 2, autour de l'extrémité 6' du joint métallique 5 et constitue la première partie du joint 15.

[0019] Un avantage de la présente invention réside dans le fait que, vu l'abandon de l'effet "ressort", la partie métallique du joint ne subit quasiment plus aucune contrainte et peut donc être réalisée en un métal courant tel que l'aluminium.

Revendications

1. Enceinte pressurisée d'un compresseur basse pression appartenant à un moteur de turbomachine, de préférence un turboréacteur ou turbofan, comprenant un dispositif d'étanchéité présentant un joint (5) assurant un contact étanche entre la partie interne du tambour (2) supportant les aubes mobiles des étages de compression du flux primaire et le disque rotatif (1) supportant les aubes tournantes de la soufflante, au niveau d'une première extrémité (6) du joint (5), ledit joint (5) étant maintenu au niveau du tambour (2) dans un logement (7) de celui-ci, caractérisé en ce qu'un élément en élastomère (15) est moulé sur une seconde extrémité (6') du joint (5) pour s'adapter à la forme dudit logement (7).

2. Enceinte selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément en élastomère (15) est à symétrie de révolution et concentrique avec le logement (7) pratiqué dans le tambour, ledit élément en élastomère (15) étant réalisé de manière à pouvoir être comprimé par montage dans le logement (7), le joint (5) étant par ce fait centré sans qu'il soit soumis à des contraintes.

3. Enceinte selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le logement (7) est réalisé dans une bride solidaire du tambour (2).

4. Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément en élastomère (15) est un élément en silicone.

5. Enceinte selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (5) est constitué d'un métal ou d'un alliage métallique léger, de préférence l'aluminium.

Claims

1. Pressurised chamber of a low-pressure compressor belonging to the engine of a turbomachine, preferably a turboreactor or turbofan, comprising a sealing device with a gasket (5) ensuring sealed contact between the inner part of the drum (2) supporting the mobile blades of the compression stages of the primary flow and the rotary disc (1) supporting the revolving blades of the blower, at the level of a first end (6) of the gasket (5), said gasket (5) being kept at the level of the drum (2) in a housing (7) of the latter, characterised in that an elastomer element (15) is moulded on a second end (6') of the gasket (5) so as to fit the shape of said housing (7).

2. Chamber according to Claim 1, characterised in that the elastomer element (15) has rotational symmetry and is concentric with the housing (7) made in the drum, said elastomer element (15) being made in such a way that it can be compressed by being mounted in the housing (7), the gasket (5) thereby being centred without being subjected to stresses.

3. Chamber according to Claim 1 or 2, characterised in that the housing (7) is made in a collar attached to the drum (2).

4. Chamber according to any one of the preceding claims, characterised in that the elastomer element (15) is an element made of silicone.

5. Chamber according to any one of the preceding claims, characterised in that the gasket (5) is made of a light metal or metal alloy, preferably aluminium.

Ansprüche

1. Druckraum eines Niederdruckverdichters, der zum Antrieb eines Turbotriebwerks, vorzugsweise eines Turbinenluftstrahltriebwerks oder Turbogebläses gehört, und eine Dichtungsvorrichtung umfasst, bestehend aus einer Dichtung (5), die einen dichten Kontakt zwischen dem inneren Teil der Trommel (2), die die Laufschaufeln der Verdichtungsstufen des Primärstroms trägt, und dem Läufer (1), der die Laufschaufeln des Gebläses trägt, an einem ersten Ende (6) der Dichtung (5) sicherstellt, wobei die besagte Dichtung (5) bei der Trommel (2) in einer Aufnahme (7) derselben gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Elastomerteil (15) auf ein zweites Ende (6') der Dichtung (5) aufgebracht ist, um sich an die Form der besagten Aufnahme (7) anzupassen.

2. Druckraum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerteil drehsymmetrisch und zur Aufnahme (7) in der Trommel konzentrisch ist, wobei das besagte Elastomerteil (15) so ausgeführt wird, dass es durch den Einbau in die Aufnahme (7) komprimiert werden kann; die Dichtung (5) wird dadurch zentriert, ohne dass sie Spannungen ausgesetzt wird.

3. Druckraum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (7) in einem mit der Trommel (2) verbundenen Flansch ausgeführt wird.

4. Druckraum nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerteil (15) aus Silikon besteht.

5. Druckraum nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) aus Metall oder Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium besteht.

Dessins