EP1818507A1 - Roue de rotor de turbomachine - Google Patents

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EP1818507A1
EP1818507A1 EP07290123A EP07290123A EP1818507A1 EP 1818507 A1 EP1818507 A1 EP 1818507A1 EP 07290123 A EP07290123 A EP 07290123A EP 07290123 A EP07290123 A EP 07290123A EP 1818507 A1 EP1818507 A1 EP 1818507A1
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EP
European Patent Office
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seal
groove
annular
blades
wheel according
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Granted
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EP07290123A
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German (de)
English (en)
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EP1818507B1 (fr
Inventor
Claude Robert Louis Lejars
Nicolas Christian Triconnet
Frédérick Thise
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1818507B1 publication Critical patent/EP1818507B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F01D25/06—Antivibration arrangements for preventing blade vibration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3023—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses
    • F01D5/303—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • F01D5/3038—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00—Manufacture
    • F05D2230/60—Assembly methods
    • F05D2230/64—Assembly methods using positioning or alignment devices for aligning or centring, e.g. pins
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/70—Shape

Definitions

  • the present invention relates to a rotor wheel, in particular a turbomachine, comprising a disc carrying blades whose feet are mounted in an annular groove of an outer peripheral surface of the disc.
  • the blade roots are introduced into this groove by a window of a side wall of the groove, and then circumferentially displaced in the groove to be retained radially and axially relative to the axis of the rotor by cooperation of shapes, the throat being of dovetail cross section or the like and the blade roots having a shape conjugate with that of the groove.
  • the blade roots are connected to the blades of the blades by platforms which, when the blades are mounted in the groove and juxtaposed circumferentially, surround the outer surface of the disk peripherally.
  • the blades In operation, the blades, subjected to large centrifugal forces, adopt a correct angular position with respect to the axis of the rotor, in which the radial clearances between the outer ends of the blades and an outer annular casing are minimized to improve the performance of the rotor. the turbomachine.
  • An annular elastomeric seal is generally mounted in an annular groove of the peripheral surface of the disk, upstream and / or downstream of the blades, under the platforms of the blades, and has in the free state a lower outer diameter or equal to that of its mounting groove to not interfere with the circumferential sliding of the blades in the annular groove of the disc.
  • this seal expands radially outwards under the effect of centrifugal forces and comes into contact with the platforms blades, to prevent an air passage between the platforms and the outer peripheral surface of the disk, which would reduce the performance of the turbomachine, and / or to dampen the vibrations of the blades.
  • the vanes of the wheel can tilt more or less with respect to their operating position and their ends can come rub on the outer casing, which results in a deterioration of the blades and a reduced performance of the turbomachine.
  • the invention aims in particular to provide a simple, economical and effective solution to this problem.
  • It relates to a rotor wheel whose blades are maintained, in operation and at the stop and start, substantially in the same position relative to the axis of the rotor.
  • a rotor wheel in particular a turbomachine, comprising a disc carrying blades whose feet are engaged and retained in an annular groove of an outer peripheral surface of the disk, these feet being connected to platforms externally surrounding the outer peripheral surface of the disk and intended to cooperate with an annular sealing gasket mounted in an annular groove of the outer peripheral surface of the disk, characterized in that, when stationary, the annular seal exerts on the plates. forms of the blades an elastic force maintaining the blades in a correct operating position, the annular seal having, in the free state, an outer diameter greater than that of its mounting groove, and its hardness being determined to ensure the return of the blades in their correct operating position and to allow the circumferential movement of the blades in their grooves annula mounting.
  • the annular seal damps the vibrations of the vanes and / or prevents the passage of air between the platforms of the vanes and the peripheral surface of the disc, and during the starting and stopping phases of the turbomachine, this same seal allows to position the vanes in a correct manner to prevent their ends from rubbing on the outer casing.
  • the platform of this blade comes into contact with the annular seal and deforms it locally.
  • the hardness of the elastic seal is determined so that the restoring force exerted by the seal on the blade is sufficiently small to allow the circumferential displacement of the blade in the groove and sufficiently large to ensure the correct positioning of the blade once. that it is mounted in the throat.
  • the seal preferably has a symmetrical shape with respect to its median transverse plane, which makes it easier to manufacture and to avoid incorrect assembly of the seal in the annular groove of the disc.
  • the seal comprises at least one outer peripheral lip intended to extend projecting outside the groove when the seal is mounted in the groove. This lip comes into contact with the platforms of the vanes mounted on the disc and ensures both the correct positioning of the blades, when stopping and starting the turbomachine, and the sealing between the platforms of the blades and the blade. peripheral surface of the disc and / or the damping of the vibrations of the blades, in operation of the turbomachine.
  • the seal may also include at least one inner peripheral lip for pressing against the bottom of the groove when the seal is mounted in the groove.
  • the annular seal has in cross section a substantially parallelogram or rhomboidal shape, an apex of which forms a radially inner or outer lip of the seal.
  • the annular seal has a cross-section substantially in the form of X or H.
  • the present invention also relates to an annular seal for a rotor wheel as described above, characterized in that it has, in the free state, an outer diameter greater than that of its annular groove. mounting and a Shore A hardness between 50 and 100 and for example equal to 75.
  • This seal is for example made in "VITON A” or "VITON B”.
  • This annular seal may be a seal and / or a vibration damping seal.
  • the invention also relates to a turbomachine compressor, comprising at least one rotor wheel as described above, and a turbomachine, such as an airplane turbojet or turboprop, characterized in that it comprises at least one rotor wheel as described above.
  • the low-pressure compressor 10 of FIG. 1 comprises three compression stages, each of these stages comprising an annular row of fixed vanes 12 of rectification, the radially outer ends of which are borne by an outer annular casing 14, and an annular row of moving blades 16, arranged downstream of the annular row of fixed blades 12, and whose feet 18 are mounted in an annular groove 20 of an outer peripheral surface of a disc 24 of a rotor wheel.
  • the disk 24 comprises a wall of revolution 22 which comprises external annular ribs 26 between which are delimited the annular grooves 20 for mounting the rows of blades 16, respectively.
  • the disc 24 is connected to a shaft of the turbomachine, not shown, by means of a drive cone 28 fixed on an upstream annular flange 30 of the revolution wall 22 of the disc.
  • Each groove 20 conventionally has a cross-section of the dovetail type or the like and comprises a non-visible window for introducing the feet 18 of the blades 16 which have a shape complementary to that of the groove 20.
  • the groove 20 of the disc 24 comprises an annular bottom 31 extending between two side walls 32 each having an axial annular flange 34 oriented substantially towards the opposite side wall 32.
  • the introduction window of the feet 18 of the blades is for example formed in a side wall 32 of the groove or by cutting the annular rims 34 of the groove.
  • the feet 18 of the vanes comprise upstream and downstream flanges 42, circumferentially oriented around the axis of the rotor, intended to be housed between the bottom 31 of the groove and the annular rims 34 of the groove, respectively, and to cooperate by abutment with these so as to retain radially and axially the vanes 16 on the disk relative to the axis of the rotor.
  • the blades 16 (for example 62 in number) are introduced into the annular groove 20 of the disk one after the other and are juxtaposed circumferentially around the axis of the rotor.
  • the feet 18 of the blades are connected to the blade blades by platforms 44 which are circumferentially aligned with each other and surround the annular ribs 26 externally.
  • the radial clearance between the radially outer end of a downstream rib 26 and the corresponding part of the blade root or the platform 44 can reach 0.15 mm in the case of a ring groove Having an outer diameter of about 1.20 m.
  • the blades 16 are subjected to significant centrifugal forces and adopt a rectified angular position with respect to the axis of the rotor in which the downstream edges 42 of the blade roots abut on the rim 34 of the downstream wall.
  • 32 of the groove ( Figure 2), and the platforms 44 of the blades are supported on the outer periphery of the upstream wall 32 of the groove and are spaced from the outer periphery of the downstream wall 32 of the groove, the games Radials between the outer ends of the blades 16 and the outer casing 14 are then minimized to improve the performance of the turbomachine.
  • the inner surface of the platform 44 of each blade comprises an annular rib 46 projecting towards the axis of the rotor which is hooked on the outer periphery of the upstream wall 32 of the groove, as shown in FIG.
  • a one-piece annular seal 50 of elastomer and circular section is mounted in an annular groove 52 of the outer periphery of the downstream side wall 32 of the groove, this groove 52 opening radially outwardly under the downstream ends 48 of the platforms blades.
  • the seal 50 has in the free state an outer diameter less than or equal to that of the groove 52 (as shown in dashed lines in Figure 2) and is, at rest, housed entirely in the groove.
  • This seal 50 may be a seal and / or a vibration damping seal.
  • the seal 50 expands radially outwards under the effect of centrifugal forces and is supported on internal downstream surfaces 48 of the blade platforms (as shown in solid lines), to prevent an air passage between the platforms of the blades and the outer periphery of the downstream wall 32 of the groove, and / or to exert pressure on the platforms and dampen the vibrations of the blades.
  • the vanes 16 of the wheel swing slightly downstream and adopt another angular position with respect to the axis of the rotor, in which the downstream edges 42 of the blade roots come into contact with each other. support on the bottom 31 of the groove so that the radially outer ends of the blades 16 are likely to touch the outer casing 14, which may deteriorate the blades at startup and shutdown and thus reduce the performance of the turbomachine .
  • the invention responds to this problem by means of an annular seal mounted in the groove 52 and which makes it possible, on stopping the turbomachine, to exert on the platforms 44 of the vanes an elastic force urging the blades 16 towards their position. operating in which the ends of the blades are spaced apart from the outer casing 14 and can not rub on it.
  • the seal 54 has a substantially diamond-shaped section and comprises an outer peripheral lip 56 with a triangular section intended to protrude outside the groove 52 in order to come into contact. bearing against the internal downstream surfaces 48 of the platforms of the blades, and an inner peripheral lip 58 with a triangular section intended to bear against the bottom of the groove 52, when the seal 54 is mounted in the groove.
  • the upstream and downstream edges 60 of the gasket 54 are intended to bear against the lateral walls of the groove 52.
  • the dimensions and the hardness of the seal 54 have been determined so that on the one hand the vanes 16 of the wheel adopt substantially the same angular position when the turbine engine is stopped and in operation, and on the other hand, so that the seal 54 does not prevent the introduction of the blade roots 18 into the groove 20 of the disk and the circumferential displacement of the blades in this groove by friction of the surfaces 48 of the platforms on the seal 54.
  • the seal 54 is elastically deformed between the platforms of the blades and the bottom of the groove 52 and exerts on these platforms a restoring force to ensure the correct positioning of the blades.
  • the annular seal 54 has an outer diameter of approximately 1.20 meters, a Shore A hardness of between 50 and 100, for example approximately 75, and can withstand temperatures which can reach 150 ° C.
  • This seal is for example made in "VITON A” or "VITON B”.
  • the seal 62 has a section substantially in X or H and comprises two outer peripheral lips 64 which protrude outside the groove 52 to bear on the internal surfaces downstream 48 platforms of the blades, and two inner peripheral lips 66 whose upstream and downstream side surfaces 68 are substantially flat and parallel and bear against the side walls of the groove 52, when the seal 62 is mounted in the groove 52.
  • the seal 62 is elastically deformed between the platforms of the blades and the bottom of the groove 52 and exerts on the platforms a restoring force to ensure the correct positioning of the blades.
  • the invention is not limited to the embodiments which have been described in the foregoing and represented in FIGS. 3 to 5.
  • the seal 54 or 62 which preferably has a shape that is symmetrical with respect to its median transverse plane, may have a shape in section different from those shown.
  • the seal 54 or 62 could be mounted in an annular groove of the upstream side wall 32 of the groove, this groove opening under the upstream parts of the platforms 44 of the blades.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Roue de rotor de turbomachine, cette roue comprenant un disque (24) portant des aubes (16) dont les pieds (18) sont engagés et retenus dans une gorge annulaire (20) du disque, ces pieds étant raccordés à des plates-formes (44) destinées à coopérer avec un joint annulaire (54) monté dans une rainure annulaire du disque, le joint d'étanchéité annulaire (54) exerçant sur les plates-formes (44) des aubes une force élastique maintenant les aubes (16) dans une position correcte de fonctionnement, à l'arrêt de la turbomachine.

Description

  • La présente invention concerne une roue de rotor, en particulier de turbomachine, comprenant un disque portant des aubes dont les pieds sont montés dans une gorge annulaire d'une surface périphérique extérieure du disque.
  • Les pieds des aubes sont introduits dans cette gorge par une fenêtre d'une paroi latérale de la gorge, puis sont déplacés circonférentiellement dans la gorge pour y être retenus radialement et axialement par rapport à l'axe du rotor par coopération de formes, la gorge étant à section transversale en queue d'aronde ou analogue et les pieds des aubes ayant une forme conjuguée de celle de la gorge.
  • Les pieds des aubes sont raccordés aux pales des aubes par des plates-formes qui, quand les aubes sont montées dans la gorge et juxtaposées circonférentiellement, entourent extérieurement la surface périphérique du disque.
  • Les tolérances de fabrication et de montage font que les pieds des aubes sont logés avec jeu dans la gorge annulaire du disque.
  • En fonctionnement, les aubes, soumises à des forces centrifuges importantes, adoptent une position angulaire correcte par rapport à l'axe du rotor, dans laquelle les jeux radiaux entre les extrémités externes des aubes et un carter annulaire externe sont minimisés pour améliorer les performances de la turbomachine.
  • Un joint annulaire en élastomère est en général monté dans une rainure annulaire de la surface périphérique du disque, en amont et/ou en aval des aubes, sous les plates-formes des aubes, et a à l'état libre un diamètre externe inférieur ou égal à celui de sa rainure de montage pour ne pas gêner le glissement circonférentiel des aubes dans la gorge annulaire du disque.
  • En fonctionnement, ce joint s'expanse radialement vers l'extérieur sous l'effet des forces centrifuges et vient en contact avec les plates-formes des aubes, pour empêcher un passage d'air entre les plates-formes et la surface périphérique extérieure du disque, qui diminuerait les performances de la turbomachine, et/ou pour amortir les vibrations des aubes.
  • Au démarrage et à l'arrêt de la turbomachine, les aubes de la roue peuvent basculer plus ou moins par rapport à leur position de fonctionnement et leurs extrémités peuvent venir frotter sur le carter externe, ce qui se traduit par une détérioration des aubes et une diminution des performances de la turbomachine.
  • L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, économique et efficace à ce problème.
  • Elle a pour objet une roue de rotor dont les aubes sont maintenues, en fonctionnement ainsi qu'à l'arrêt et au démarrage, sensiblement dans une même position par rapport à l'axe du rotor.
  • Elle propose à cet effet une roue de rotor, en particulier de turbomachine, comprenant un disque portant des aubes dont les pieds sont engagés et retenus dans une gorge annulaire d'une surface périphérique extérieure du disque, ces pieds étant raccordés à des plates-formes entourant extérieurement la surface périphérique extérieure du disque et destinées à coopérer avec un joint annulaire d'étanchéité monté dans une rainure annulaire de la surface périphérique extérieure du disque, caractérisé en ce que, à l'arrêt, le joint annulaire exerce sur les plates-formes des aubes une force élastique maintenant les aubes dans une position correcte de fonctionnement, le joint annulaire ayant, à l'état libre, un diamètre externe supérieur à celui de sa rainure de montage, et sa dureté étant déterminée pour assurer le rappel des aubes dans leur position correcte de fonctionnement et pour autoriser le déplacement circonférentiel des aubes dans leur gorge annulaire de montage.
  • En fonctionnement de la turbomachine, le joint annulaire amortit les vibrations des aubes et/ou empêche le passage d'air entre les plates-formes des aubes et la surface périphérique du disque, et, pendant les phases de démarrage et d'arrêt de la turbomachine, ce même joint permet de positionner les aubes de manière correcte pour éviter que leur extrémités ne viennent frotter sur le carter externe.
  • Lorsque le pied d'une aube est introduit dans la gorge annulaire du disque à travers la fenêtre, la plate-forme de cette aube vient au contact du joint annulaire et le déforme localement. La dureté du joint élastique est déterminée pour que la force de rappel exercée par le joint sur l'aube soit suffisamment faible pour autoriser le déplacement circonférentiel de l'aube dans la gorge et suffisamment importante pour assurer le positionnement correct de l'aube une fois que celle-ci est montée dans la gorge.
  • Le joint a préférentiellement une forme symétrique par rapport à son plan transversal médian ce qui permet de faciliter sa fabrication et d'éviter un montage incorrect du joint dans la rainure annulaire du disque.
  • Selon une autre caractéristique de l'invention, le joint comprend au moins une lèvre périphérique externe destinée à s'étendre en saillie à l'extérieur de la rainure lorsque le joint est monté dans la rainure. Cette lèvre vient au contact des plates-formes des aubes montées sur le disque et assure à la fois le positionnement correct des aubes, à l'arrêt et au démarrage de la turbomachine, et l'étanchéité entre les plates-formes des aubes et la surface périphérique du disque et/ou l'amortissement des vibrations des aubes, en fonctionnement de la turbomachine.
  • Le joint peut également comprendre au moins une lèvre périphérique interne destinée à s'appuyer sur le fond de la rainure lorsque le joint est monté dans la rainure.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention, le joint annulaire a en section une forme sensiblement en parallélogramme ou en losange, dont un sommet forme une lèvre radialement interne ou externe du joint.
  • Dans un autre mode de réalisation de l'invention, le joint annulaire a en section une forme sensiblement en X ou en H.
  • La présente invention concerne également un joint annulaire pour une roue de rotor telle que décrite ci dessus, caractérisé en ce qu'il a, à l'état libre, un diamètre externe supérieur à celui de sa rainure annulaire de montage et une dureté Shore A comprise entre 50 et 100 et par exemple égale à 75. Ce joint est par exemple réalisé en « VITON A » ou « VITON B ».
  • Ce joint annulaire peut être un joint d'étanchéité et/ou un joint d'amortissement de vibrations.
  • L'invention concerne encore un compresseur de turbomachine, comprenant au moins une roue de rotor telle que décrite ci-dessus, et une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une roue de rotor telle que décrite ci-dessus.
  • L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails 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 dans lesquels :
    • la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'un compresseur basse-pression de turbomachine comprenant une roue de rotor selon la technique antérieure ;
    • la figure 2 est une vue agrandie du détail I2 de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue schématique correspondant à la figure 2 et représentant un mode de réalisation d'une roue de rotor selon l'invention ;
    • la figure 4 est une vue agrandie du détail I4 de la figure 3 ;
    • la figure 5 est une vue schématique correspondant à la figure 4 et représentant une variante de réalisation de l'invention.
  • Le compresseur basse-pression 10 de la figure 1 comprend trois étages de compression, chacun de ces étages comportant une rangée annulaire d'aubes fixes 12 de redressement dont les extrémités radialement externes sont portées par un carter annulaire externe 14, et une rangée annulaire d'aubes mobiles 16, agencées en aval de la rangée annulaire d'aubes fixes 12, et dont les pieds 18 sont montés dans une gorge annulaire 20 d'une surface périphérique extérieure d'un disque 24 d'une roue de rotor.
  • Dans l'exemple représenté, le disque 24 comprend une paroi de révolution 22 qui comprend des nervures annulaires externes 26 entre lesquelles sont délimitées les gorges annulaires 20 de montage des rangées d'aubes mobiles 16, respectivement.
  • Le disque 24 est relié à un arbre de la turbomachine, non représenté, par l'intermédiaire d'un cône d'entraînement 28 fixé sur une bride annulaire amont 30 de la paroi de révolution 22 du disque.
  • Chaque gorge 20 a de façon classique une section transversale du type en queue d'aronde ou analogue et comprend une fenêtre, non visible, d'introduction des pieds 18 des aubes 16 qui ont une forme complémentaire de celle de la gorge 20.
  • Comme on le voit mieux en figure 2, la gorge 20 du disque 24 comprend un fond annulaire 31 s'étendant entre deux parois latérales 32 comportant chacune un rebord annulaire axial 34 orienté sensiblement vers la paroi latérale 32 opposée. La fenêtre d'introduction des pieds 18 des aubes est par exemple formée dans une paroi latérale 32 de la gorge ou par découpe des rebords annulaires 34 de la gorge.
  • Les pieds 18 des aubes comprennent des rebords amont 40 et aval 42, à orientation circonférentielle autour de l'axe du rotor, destinés à être logés entre le fond 31 de la gorge et les rebords annulaires 34 de la gorge, respectivement, et à coopérer par butée avec ceux-ci de manière à retenir radialement et axialement les aubes 16 sur le disque par rapport à l'axe du rotor.
  • Les aubes 16 (par exemple au nombre de 62) sont introduites dans la gorge annulaire 20 du disque les unes après les autres et sont juxtaposées circonférentiellement autour de l'axe du rotor. Les pieds 18 des aubes sont raccordés aux pales des aubes par des plates-formes 44 qui sont alignées circonférentiellement les unes avec les autres et entourent extérieurement les nervures annulaires 26.
  • Les tolérances de fabrication et de montage font que les pieds 18 des aubes sont montés avec jeu dans la gorge 20 du disque.
  • Dans l'exemple représenté, le jeu radial entre l'extrémité radialement externe d'une nervure aval 26 et la partie correspondante du pied d'aube ou de la plate-forme 44 peut atteindre 0,15mm dans le cas d'une gorge annulaire 20 ayant un diamètre externe de 1,20m environ.
  • En fonctionnement de la turbomachine, les aubes 16 sont soumises à des forces centrifuges importantes et adoptent une position angulaire redressée par rapport à l'axe du rotor dans laquelle les rebords aval 42 des pieds des aubes viennent buter sur le rebord 34 de la paroi aval 32 de la gorge (figure 2), et les plates-formes 44 des aubes sont en appui sur la périphérie externe de la paroi amont 32 de la gorge et sont écartées de la périphérie externe de la paroi aval 32 de la gorge, les jeux radiaux entre les extrémités externes des aubes 16 et le carter externe 14 étant alors minimisés pour améliorer les performances de la turbomachine.
  • La surface interne de la plate-forme 44 de chaque aube comporte une nervure annulaire 46 en saillie vers l'axe du rotor qui vient s'accrocher sur la périphérie externe de la paroi amont 32 de la gorge, comme représenté en figure 2.
  • Un joint annulaire monobloc 50 en élastomère et à section circulaire est monté dans une rainure annulaire 52 de la périphérie externe de la paroi latérale aval 32 de la gorge, cette rainure 52 débouchant radialement vers l'extérieur sous les extrémités aval 48 des plates-formes des aubes.
  • Le joint 50 a à l'état libre un diamètre externe inférieur ou égal à celui de la rainure 52 (comme représenté en traits pointillés en figure 2) et est, à l'arrêt, logé entièrement dans la rainure. Ce joint 50 peut être un joint d'étanchéité et/ou un joint d'amortissement de vibrations.
  • En fonctionnement de la turbomachine, le joint 50 s'expanse radialement vers l'extérieur sous l'effet des forces centrifuges et s'appuie sur des surfaces aval internes 48 des plates-formes des aubes (comme représenté en traits pleins), pour empêcher un passage d'air entre les plates-formes des aubes et la périphérie externe de la paroi aval 32 de la gorge, et/ou pour exercer une pression sur les plates-formes et amortir les vibrations des aubes.
  • A l'arrêt et au démarrage de la turbomachine, les aubes 16 de la roue basculent légèrement vers l'aval et adoptent une autre position angulaire par rapport à l'axe du rotor, dans laquelle les rebords aval 42 des pieds des aubes viennent en appui sur le fond 31 de la gorge de sorte que les extrémités radialement externes des aubes 16 sont susceptibles de toucher le carter externe 14, ce qui risque de détériorer les aubes au démarrage et à l'arrêt et donc de réduire les performances de la turbomachine.
  • L'invention répond à ce problème grâce à un joint annulaire monté dans la rainure 52 et qui permet, à l'arrêt de la turbomachine, d'exercer sur les plates-formes 44 des aubes une force élastique sollicitant les aubes 16 vers leur position de fonctionnement dans laquelle les extrémités des aubes sont écartées du carter externe 14 et ne peuvent frotter sur celui-ci.
  • Dans un premier mode de réalisation représenté aux figures 3 et 4, le joint 54 a une section sensiblement en losange et comprend une lèvre périphérique externe 56 à section triangulaire destinée à s'étendre en saillie à l'extérieur de la rainure 52 pour venir en appui contre les surfaces aval internes 48 des plates-formes des aubes, et une lèvre périphérique interne 58 à section triangulaire destinée à s'appuyer sur le fond de la rainure 52, lorsque le joint 54 est monté dans la rainure. Les arêtes amont et aval 60 du joint 54 sont destinées à venir en appui sur les parois latérales de la rainure 52.
  • Les dimensions et la dureté du joint 54 ont été déterminées pour que d'une part les aubes 16 de la roue adoptent sensiblement la même position angulaire à l'arrêt et en fonctionnement de la turbomachine, et d'autre part, pour que le joint 54 n'empêche pas l'introduction des pieds 18 des aubes dans la gorge 20 du disque et le déplacement circonférentiel des aubes dans cette gorge par frottement des surfaces 48 des plates-formes sur le joint 54. Comme cela est visible en figure 4, le joint 54 est déformé élastiquement entre les plates-formes des aubes et le fond de la rainure 52 et exerce sur ces plates-formes une force de rappel pour assurer le positionnement correct des aubes.
  • Dans un exemple de réalisation de l'invention, le joint annulaire 54 a un diamètre externe d'environ 1,20 mètres, une dureté Shore A comprise entre 50 et 100 et par exemple égale à 75 environ, et peut résister à des températures pouvant atteindre 150°C. Ce joint est par exemple réalisé en « VITON A » ou « VITON B ».
  • Dans un autre mode de réalisation représenté en figure 5, le joint 62 a une section sensiblement en X ou en H et comprend deux lèvres périphériques externes 64 qui s'étendent en saillie à l'extérieur de la rainure 52 pour venir en appui sur les surfaces internes aval 48 des plates-formes des aubes, et deux lèvres périphériques internes 66 dont les surfaces latérales amont et aval 68 sont sensiblement planes et parallèles et viennent en appui sur les parois latérales de la rainure 52, lorsque le joint 62 est monté dans la rainure 52. Le joint 62 est déformé élastiquement entre les plates-formes des aubes et le fond de la rainure 52 et exerce sur les plates-formes une force de rappel pour assurer le positionnement correct des aubes.
  • Lorsque le joint 54 ou 62 est monté dans la rainure 52 du disque, il n'occupe pas la totalité du volume de cette rainure, comme représenté aux figures 4 et 5. Lorsque le pied 18 d'une aube est introduit dans la gorge 20, la plate-forme 44 de cette aube vient en appui sur le joint 54, 62 qui est légèrement comprimé à l'intérieur de la rainure 52.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits dans ce qui précède et représentés aux figures 3 à 5. Par exemple, le joint 54 ou 62 qui a de préférence une forme symétrique par rapport à son plan transversal médian, peut avoir une forme en section différente de celles représentées.
  • D'autre part, le joint 54 ou 62 pourrait être monté dans une rainure annulaire de la paroi latérale amont 32 de la gorge, cette rainure débouchant sous les parties amont des plates-formes 44 des aubes.

Claims (11)

  1. Roue de rotor, en particulier de turbomachine, comprenant un disque (24) portant des aubes (16) dont les pieds (18) sont engagés et retenus dans une gorge annulaire (20) d'une surface périphérique extérieure du disque (24), ces pieds (18) étant raccordés à des plates-formes (44) entourant extérieurement la surface périphérique extérieure du disque et destinées à coopérer avec un joint annulaire d'étanchéité (54, 62) monté dans une rainure annulaire (52) de la surface périphérique extérieure du disque, caractérisé en ce que, à l'arrêt, le joint annulaire (54, 62) exerce sur les plates-formes (44) des aubes une force élastique maintenant les aubes (16) dans une position correcte de fonctionnement, le joint annulaire (54, 62) ayant, à l'état libre, un diamètre externe supérieur à celui de sa rainure (52) de montage, et sa dureté étant déterminée pour assurer le rappel des aubes (16) dans leur position correcte de fonctionnement et pour autoriser le déplacement circonférentiel des aubes (16) dans leur gorge annulaire (20) de montage.
  2. Roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint annulaire (54, 62) est en amont des aubes (16).
  3. Roue selon la revendication 1, caractérisé en ce que le joint annulaire (54, 62) est en aval des aubes (16).
  4. Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (54, 62) a une forme symétrique par rapport à son plan transversal médian.
  5. Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (54, 62) comprend au moins une lèvre périphérique externe (56, 64) destinée à s'étendre en saillie à l'extérieur de la rainure (52) lorsque le joint (54, 62) est monté dans la rainure.
  6. Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (54, 62) comprend au moins une lèvre périphérique interne (58, 66) destinée à s'appuyer sur le fond de la rainure (52) lorsque le joint (54, 62) est monté dans la rainure.
  7. Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (54) a en section une forme sensiblement en losange, dont des sommets forment des lèvres radialement interne (56) et externe (58) du joint (54).
  8. Roue selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le joint (62) a en section une forme sensiblement en X ou en H.
  9. Joint d'étanchéité annulaire pour une roue de rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il a, à l'état libre, un diamètre externe supérieur à celui de sa rainure annulaire (52) de montage et une dureté Shore A comprise entre 50 et 100.
  10. Compresseur de turbomachine, comprenant au moins une roue de rotor selon l'une des revendications 1 à 8.
  11. Turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une roue de rotor selon l'une des revendications 1 à 8.
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