EP3523507A1 - Assemblage d'anneau mobile de turbine de turbomachine - Google Patents

Assemblage d'anneau mobile de turbine de turbomachine

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EP3523507A1
EP3523507A1 EP17786988.0A EP17786988A EP3523507A1 EP 3523507 A1 EP3523507 A1 EP 3523507A1 EP 17786988 A EP17786988 A EP 17786988A EP 3523507 A1 EP3523507 A1 EP 3523507A1
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EP
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movable ring
ferrule
upstream
ring assembly
assembly
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EP17786988.0A
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Vincent François Georges MILLIER
François Pierre Michel COMTE
Fabien Stéphane GARNIER
Alain Dominique Gendraud
Arnaud Lasantha GENILIER
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Safran Aircraft Engines SAS
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Publication date
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    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
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    • 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
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
    • F05D2260/31—Retaining bolts or nuts

Definitions

  • the invention relates to a turbomachine turbine moving ring assembly.
  • FIG. 1 represents an example of a turbine part of a turbomachine known from the state of the art.
  • the turbine 10 consists of a distributor formed of a plurality of vanes
  • the rotor disks of the turbine 20a, 20b, 20c, 20d, 20e are centered on the longitudinal axis XX and are generally assembled together by means of upstream and downstream ferrules 22 which are fixed together by bolted connections 26 passing through. fastening flanges 221 and 241. This disk assembly is itself connected to a turbine shaft (not shown) to be rotated.
  • a mobile ring 28 carrying radial wipers 32 is disposed at the junction between each successive rotor disc, opposite the corresponding fixed blade 12.
  • Some mobile rings 28 may also comprise an upstream flange 31 ensuring the retention of a retaining ring 27 bearing against the blisk (20a, 20b) upstream of the movable ring.
  • each movable ring 28 cooperates with the inner annular surface of the fixed blade 12 opposite said ring 28 and thus provide sealing between the upstream cavity and the downstream cavity of the turbine.
  • FIG. 2 constitutes an enlargement of the outer annular portion of the bolted connection 26 between the fastening flanges 241 of the downstream ferrule 24 of an upstream disk, 221 of the upstream ferrule 22 of a downstream disk, and 442 of the movable ring 28 disposed between the upstream disk and the downstream disk.
  • the vertical arrow illustrates the direction and direction of the mechanical stresses resulting from the thermal gradient in the moving ring 28 which is deformed. This results in a creep of said movable ring 28.
  • the horizontal arrows represent the flange opening phenomenon 241 and 221 which accompanies creep.
  • One of the aims of the invention is to increase the service life of turbomachine turbines by limiting the opening phenomenon of flanges at the junction between the successive rotor disks.
  • Another object of the invention is to allow better mechanical strength of the junction flanges of successive turbomachine turbine rotor discs subjected to high thermal stresses.
  • Another object of the invention is to ensure the cooling of the junction cells between the rotor disks and the turbine blades.
  • Another object of the invention is to ensure sealing between the upstream and downstream cavities of the turbine.
  • Another object of the invention is to ensure the retention of retaining rings at the junction between blade and rotor disk.
  • Another object of the invention is to simplify the maintenance of turbomachine turbines.
  • the invention relates to a turbomachine turbine moving ring assembly which is mounted between two rotor disks and successive of said turbine, said rotor disks and being fixed to one another by bolting characterized in that it comprises:
  • a fixing ferrule fixed between the upstream and downstream discs, by bolting them, and a piece forming a mobile ring, said piece carrying radial sealing wipers and being fixed between the upstream disc and the ferrule.
  • the mobile ring assembly according to the invention may further comprise at least one of the following features:
  • the ferrule comprises at least one lunule above the bolted connection
  • the ferrule comprises a plurality of lunules distributed periodically at a tangential surface portion downstream of the ferrule
  • the movable ring assembly comprises a set of grooves and tenons ensuring the anti-rotation of the mobile ring by relative to the ferrule
  • the grooves are arranged in the movable ring and the tenons extend from the ferrule
  • grooves of the movable ring are disposed in an anti-rotation flange extending from an inner annular surface of the movable ring, and periodically distributed over an annular area of said flange remote from the inner annular surface of the movable ring,
  • the movable ring further comprises an upstream annular flange s extending from an upstream tangential surface portion of the movable ring and maintaining a retaining ring bearing against the upstream blisk
  • a stop for holding the mobile ring said stop comprising a hook cooperating with a bore
  • the hook is formed on the mobile ring and the bore is formed in the shell, and - The hook is formed on the shell and the bore is formed in the movable ring.
  • the invention also relates to a turbomachine, comprising an assembly according to the foregoing description.
  • the proposed turbomachine turbine moving ring assembly solution dissociates the outer annular portion of moving rings from the bolted connection so that the movable ring is no longer exposed to the temperature gradient.
  • the disk flanges undergo greatly reduced stresses and their lifetime is significantly increased.
  • the proposed solution preserves the initial functions of the mobile rings. Indeed, the seal between the upstream cavity and the downstream cavity is provided by the wipers.
  • the ventilation of the bottom of the cell of the downstream disk is still permitted thanks to the lunules formed in the inner annular portion of the ferrules.
  • the downstream holding flange is still resting against the junction between the disk and the downstream blade, and, if present, the upstream holding flange keeps the retaining ring pressed against the bladed upstream disk.
  • FIG. 1 already described, shows a turbine part of a turbomachine known from the state of the art
  • FIG. 2 already described also, illustrates a phenomenon of opening flanges at a bolted connection of turbomachine turbine rotor disks
  • FIG. 4a is a perspective view of a movable ring assembly according to the invention without the bolted connection and the rotor disk;
  • FIG. 4a is a perspective view of an embodiment of the invention. downstream
  • FIG. 4b is a view in another perspective of the same assembly as FIG. 4a
  • FIG. 5a is a sectional view of a first embodiment of the assembly according to the invention comprising a holding stop
  • FIG. 5b is a sectional view of a second embodiment of the assembly according to the invention comprising a retaining stop
  • FIG. 5c is a sectional view of a third embodiment of the assembly. according to the invention comprising a retaining stop.
  • FIGS. 3, 4a and 4b show a turbomachine turbine ring assembly 4 which comprises:
  • This assembly 4 is disposed between an upstream rotor disk 20a and a downstream rotor disk 20b and connected thereto via a bolted connection 26.
  • the bolted connection 26 engages an attachment flange 442 of the ferrule 44, an attachment flange 241 of a downstream barrel 24 extending from an outer annular portion of the upstream disk 20a, and a fastening flange 221. an upstream ferrule 22 extending from an outer annular portion of the downstream disk 20b.
  • This assembly seals between the upstream cavity and the downstream cavity, allows the ventilation of the downstream rotor disk 20b and maintains a retaining ring 27 in abutment against the upstream bladed disk 20a.
  • the movable ring 42 is a part of revolution about an axis XX of the turbomachine. It comprises a downstream annular flange 30 bearing against a socket 18 of the rotor downstream rotor disc 20b.
  • the outer and inner annular surfaces of this flange have been referenced 301 and 302.
  • the end 303 of the flange 30, bearing against the cell 18, may further comprise an annular groove 304 configured to receive an annular seal 305.
  • the annular seal 305 may be in DMD0415 (HS25).
  • the space 60 is particularly useful for ventilation of the downstream disk 20b, as will be described more precisely later.
  • Radial sealing wipers 32 extend from the outer surface
  • the mobile ring 42 may further comprise an upstream annular flange 31 which extends from a flange 420 of the movable ring 42. This upstream annular flange bears against the retaining ring 27 in order to maintain it against the upstream bladed disc 20a.
  • the retaining ring 27 has the function of axially retaining the blades 16.
  • the movable ring 42 is shrunk, at its base, on the downstream shell 24 of the upstream rotor disk 20a.
  • connection between the movable ring 42 and the upstream rotor disk 20a can also be used for anti-rotation of the various parts of the assembly 4 relative to each other.
  • the movable ring 42 comprises an annular so-called anti-rotation flange 50 extending radially inwardly from the inner radial annular surface 302 of the ring, and having a series of grooves 52 extending radially inwards, periodically around the flange 50.
  • the function of the flange 50 and the grooves 52 will be detailed later.
  • the ferrule 44 comprises on its upstream surface (surface 440) a circumferential groove 45 configured to receive the annular seal 46.
  • This seal 46 is put in compression between the flange 420 of the movable ring 42 and the ferrule 44 by the bolted connection 26.
  • the seal 46 ensures the continuity of the seal between the upstream and downstream cavities of the turbine.
  • the seal 46 since the seal 46 is at the interface between two parts with very different temperatures, it is now up to it to be subjected to a high thermal gradient. Therefore the seal 46 may be in DMD0415 (HS25).
  • the shell 44 also has, on the downstream side (surface 441), one or more cooling lobes 43 disposed above the bolted connection 26, for example a series of circumferential lunules 43 regularly distributed at a portion of downstream tangential surface 441.
  • These lobes 43 allow a fresh air flow taken upstream of the turbine and circulating through each bolted connection 26. This fresh air flowing from the upstream of the turbine is able to pass through the lunula 43 to the cavity of air diffusion 60 before diffusing into each cell 18 of the disk 20b to ventilate.
  • the fixing ferrule 44 terminates below said lunules 43 by an attachment flange 442 which is configured to allow the ferrule 44 to be fastened in the bolted connection 26.
  • the flange 442 has a series of periodically distributed openings. and intended to come opposite a series of similar openings made respectively in the flanges 241 and 221 of downstream ferrules 24 of the upstream disk 20a and upstream 22 of the downstream disk 20b.
  • the shell 44 may comprise a series of anti-rotation pins 54 which protrude from the remainder of said ferrule 44. These studs are spaced periodically around the shell 44 of so as to be facing grooves 52 that has the flange 50 of the movable ring 42 ( Figures 4a and 4b).
  • the grooves 52 and pins 54 are configured to cooperate with each other all around the ring 42 and the ferrule 44 respectively. They therefore have substantially complementary forms.
  • the movable ring 42 being dissociated from the bolted connection 26, these grooves 52 and tenons 54 ensure the locking in rotation of the different parts and the mechanical cohesion of the assembly 4.
  • the groove-tenon system described above can ensure the centering of the ring 42 in the assembly 4 in the event of loss of the hooping of the ring 42.
  • the rotational stop may be enabled by a system of grooves-tenons made at the interface between the movable ring 42 and the downstream shell 24 of the upstream disk 20a.
  • the annular flange 50 is fretted on the outer annular portion of the ferrule 44.
  • the assembly 4 further comprises a holding abutment 41 configured to ensure the stability of the movable ring 42 in operation, especially in case of loss of the hooping of the ring 42. Indeed, the assembly 4 undergoes major centrifugal stresses due to the rotation of the movable wheel. It is therefore essential to guarantee the mechanical coherence of the assembly 4, whatever the operating conditions.
  • the holding abutment 41 may take the form of a hook 410 formed by the lower end of the ring 42, and extending upstream so as to cooperate with a bore 412, of complementary shape to that of the hook 410, and formed in the downstream end of the downstream ferrule 24.
  • the hook 410 cooperates with a bore 412 formed in the upstream portion 440 of the shell 44, for example under the circumferential groove 45 accommodating the seal 46.
  • the hook 410 is formed by the upper end of the shell 44, and also extends upstream so as to cooperate with a bore 412, of complementary shape to that of the hook 410, and formed in the downstream portion of the flange 420 of the ring 42.
  • the shape and the dimensions of the hook 410 and the bore 412 can vary according to the intensity of the desired maintenance, but also considerations of ease of assembly, for example for maintenance. It is thus possible to size the bore 412 slightly more than the hook 410, so as to leave a margin of operation before contacting the stop 41 so as not to immediately pull the flange 442.
  • the hook 410 may advantageously be fretted in the bore 412, so as to promote the retention offered by the stop 41.
  • the holding abutment 41 may also comprise several hooks 410 formed on the ring 42 or the ferrule 44, and cooperating with several corresponding bores 412.
  • the hook 410 and the bore 412 may be formed of revolution about the longitudinal axis X-X, or be formed only on successive angular portions, evenly distributed or not, about the longitudinal axis X-X.
  • the assembly 4 is made more robust, especially in case of shrinkage losses of the mobile ring 42. Mechanical strength and increase in service life
  • the proposed assembly therefore allows an increase in the life of turbomachine turbine by reducing the phenomenon of opening flanges at the bolted connections that connect the different turbine rotor discs.
  • turbomachines comprising an assembly of the type of the assembly 4 which has just been described is improved. This results in an increase in their life.

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Abstract

Assemblage d'anneau mobile (4) de turbine (10) de turbomachine qui est monté entre deux disques de rotor (20a) et (20b) successifs de ladite turbine (10), lesdits disques de rotor (20a) et (20b) étant fixés l'un sur l'autre par boulonnage, caractérisé en ce qu'il comprend : - une virole (44) de fixation fixée entre les disques amont (20a) et aval (20b), par le boulonnage de ceux-ci, - une pièce formant anneau mobile (42), ladite pièce portant des léchettes radiales d'étanchéité (32) et étant fixée entre le disque amont (20a) et la virole (44), - un joint d'étanchéité (46) interposé entre ladite pièce formant anneau mobile (42) et la virole (44).

Description

ASSEMBLAGE D'ANNEAU MOBILE DE TURBINE DE TURBOMACHINE
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un assemblage d'anneau mobile de turbine de turbomachine.
ETAT DE LA TECHNIQUE
La figure 1 représente un exemple d'une partie de turbine d'une turbomachine connue de l'état de la technique.
La turbine 10 se compose d'un distributeur formé d'une pluralité d'aubes fixes
12 disposées dans une veine d'écoulement 14 et d'une roue mobile placée derrière le distributeur et formée d'une pluralité d'aubes mobiles 16 également disposées dans la veine d'écoulement 14 et montées par leur pied dans des alvéoles 18 de disques de rotor 20a, 20b, 20c, 20d, 20e.
Les disques de rotor de la turbine 20a, 20b, 20c, 20d, 20e sont centrés sur l'axe longitudinal X-X et sont généralement assemblés entre eux au moyen de viroles amont 22 et aval 24 qui sont fixées entre elles par des liaisons boulonnées 26 traversant des brides de fixation 221 et 241 . Cet assemblage de disques est lui-même relié à un arbre de turbine (non représenté) pour être entraîné en rotation.
De plus, un anneau mobile 28 porteur de léchettes radiales 32 est disposé à la jonction entre chaque disque de rotor successif, en regard de l'aube fixe 12 correspondante.
Il est fixé dans la liaison boulonnée 26 et comprend une bride de maintien aval 30 venant en appui contre l'alvéole 18.
Certains anneaux mobiles 28 peuvent également comprendre une bride amont 31 assurant le maintien d'un anneau de retenue 27 en appui contre le disque aubagé (20a, 20b) en amont de l'anneau mobile.
Les léchettes radiales 32 de chaque anneau mobile 28 coopèrent avec la surface annulaire interne de l'aube fixe 12 en regard dudit anneau 28 et assurent ainsi, l'étanchéité entre la cavité amont et la cavité aval de la turbine.
Or, la portion annulaire externe de l'anneau mobile 28 est soumise à des températures très importantes du fait de la veine d'écoulement d'air chaud 14. Il en résulte un fort gradient thermique entre la portion annulaire externe des anneaux 28 et leur portion annulaire interne. Ce gradient entraine de fortes contraintes au niveau des brides de fixation 221 et 241 . Il conduit au phénomène dit « d'ouverture des brides » qui réduit la durée de vie des disques rotor de turbine de turbomachine.
Ce phénomène est plus particulièrement illustré sur la figure 2 qui constitue un agrandissement de la portion annulaire externe de la liaison boulonnée 26 entre les brides de fixation 241 de la virole aval 24 d'un disque amont, 221 de la virole amont 22 d'un disque aval, et 442 de l'anneau mobile 28 disposé entre le disque amont et le disque aval. La flèche verticale illustre le sens et la direction des contraintes mécaniques résultant du gradient thermique dans l'anneau mobile 28 qui se déforme. Il en résulte un fluage dudit anneau mobile 28. Les flèches horizontales représentent le phénomène d'ouverture de brides 241 et 221 qui accompagne le fluage.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Un des buts de l'invention est d'augmenter la durée de vie des turbines de turbomachine en limitant le phénomène d'ouverture de brides au niveau de la jonction entre les disques de rotor successifs.
Un autre but de l'invention est de permettre une meilleure tenue mécanique des brides de jonction des disques de rotor successifs de turbine de turbomachine soumises à de fortes contraintes thermiques.
Un autre but de l'invention est d'assurer le refroidissement des alvéoles de jonction entre les disques de rotor et les aubes de turbine.
Un autre but de l'invention est d'assurer l'étanchéité entre les cavités amont et aval de la turbine.
Un autre but de l'invention est d'assurer le maintien d'anneaux de retenue au niveau de la jonction entre aube et disque de rotor.
Un autre but de l'invention est de simplifier la maintenance des turbines de turbomachine.
A cet égard, l'invention a pour objet un assemblage d'anneau mobile de turbine de turbomachine qui est monté entre deux disques de rotor et successifs de ladite turbine, lesdits disques de rotor et étant fixés l'un sur l'autre par boulonnage, caractérisé en ce qu'il comprend :
une virole de fixation fixée entre les disques amont et aval, par le boulonnage de ceux-ci, et une pièce formant anneau mobile, ladite pièce portant des léchettes radiales d'étanchéité et étant fixée entre le disque amont et la virole.
Avantageusement, mais facultativement, l'assemblage d'anneau mobile selon l'invention peut en outre comprendre au moins l'une des caractéristiques suivantes :
il comprend en outre un joint d'étanchéité interposé entre la pièce formant anneau mobile et la virole,
l'anneau mobile est fretté sur le disque amont,
la virole comprend au moins une lunule au-dessus de la liaison boulonnée,
la virole comprend plusieurs lunules réparties de manière périodique au niveau d'une portion de surface tangentielle aval de la virole, l'assemblage d'anneau mobile comporte un ensemble de rainures et de tenons assurant l'anti-rotation de l'anneau mobile par rapport à la virole, - les rainures sont disposées dans l'anneau mobile et les tenons s'étendent depuis la virole,
lequel les rainures de l'anneau mobile sont disposées dans une bride d'anti-rotation s'étendant à partir d'une surface annulaire interne de l'anneau mobile, et réparties de manière périodique sur une zone annulaire de ladite bride éloignée de la surface annulaire interne de l'anneau mobile,
les tenons sont répartis de manière périodique et régulière sur une surface annulaire externe de la virole, en regard des rainures correspondantes de la bride d'anti-rotation de l'anneau mobile, - l'anneau mobile comprend en outre une bride annulaire amont s'étendant à partir d'une portion de surface tangentielle amont de l'anneau mobile et maintenant un anneau de retenue en appui contre le disque aubagé amont
- il comprend en outre une butée de maintien de l'anneau mobile, ladite butée comprenant un crochet coopérant avec un alésage,
- le crochet est formé sur l'anneau mobile et l'alésage est ménagé dans la virole, et - le crochet est formé sur la virole et l'alésage est ménagé dans l'anneau mobile.
L'invention a également pour objet une turbomachine, comprenant un assemblage selon la description qui précède. La solution proposée d'assemblage d'anneau mobile de turbine de turbomachine permet de dissocier la portion annulaire externe d'anneaux mobiles de la liaison boulonnée de sorte à ce que l'anneau mobile ne soit plus exposé au gradient de température. Les brides de disques subissent des contraintes fortement diminuées et leur durée de vie est significativement augmentée. En outre, la solution proposée permet de conserver les fonctions initiales des anneaux mobiles. En effet, l'étanchéité entre la cavité amont et la cavité aval est assurée grâce aux léchettes. De plus, la ventilation du fond d'alvéole du disque aval est toujours permise grâce aux lunules pratiquées dans la portion annulaire interne des viroles. Enfin, la bride de maintien aval est toujours en appui contre la jonction entre le disque et l'aube aval, et, si elle est présente, la bride de maintien amont maintient l'anneau de retenue en appuie contre le disque amont aubagé.
DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
La figure 1 , déjà décrite, représente d'une partie de turbine d'une turbomachine connue de l'état de la technique,
La figure 2, déjà décrite également, illustre un phénomène d'ouverture de brides au niveau d'une liaison boulonnée de disques rotor de turbine de turbomachine,
La figure 3 est une vue en coupe d'un mode de réalisation de l'invention, La figure 4a est une vue en en perspective d'un assemblage d'anneau mobile selon l'invention sans que la liaison boulonnée et le disque de rotor aval ne figurent,
- La figure 4b est une vue dans une autre perspective de même assemblage que la figure 4a, La figure 5a est une vue en coupe d'un premier exemple de réalisation de l'assemblage selon l'invention comprenant une butée de maintien,
La figure 5b est une vue en coupe d'un deuxième exemple de réalisation de l'assemblage selon l'invention comprenant une butée de maintien, et - La figure 5c est une vue en coupe d'un troisième exemple de réalisation de l'assemblage selon l'invention comprenant une butée de maintien.
DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION DE L'INVENTION
On a représenté sur les figures 3, 4a et 4b un assemblage 4 d'anneau mobile de turbine de turbomachine qui comprend :
un anneau mobile 42 à léchettes d'étanchéité 32,
une virole 44 de fixation située immédiatement en aval de l'anneau mobile 42 par rapport au sens d'écoulement de l'air dans la turbomachine et un joint d'étanchéité 46 interposé entre l'anneau mobile 42 et la virole 44. Cet assemblage 4 est disposé entre un disque de rotor amont 20a et un disque de rotor aval 20b et relié à ceux-ci par l'intermédiaire d'une liaison boulonnée 26.
La liaison boulonnée 26 met en prise une bride de fixation 442 de la virole 44, une bride de fixation 241 d'une virole aval 24 s'étendant à partir d'une portion annulaire externe du disque amont 20a, et une bride de fixation 221 d'une virole amont 22 s'étendant à partir d'une portion annulaire externe du disque aval 20b. Cet assemblage assure l'étanchéité entre la cavité amont et la cavité aval, permet la ventilation du disque de rotor aval 20b et maintient un anneau de retenue 27 en appui contre le disque aubagé amont 20a.
On va à présent décrire plus en détails les différents composants de l'assemblage.
Anneau mobile
L'anneau mobile 42 est une pièce de révolution autour d'un axe X-X de la turbomachine. Il comprend une bride annulaire aval 30 venant en appui contre une alvéole 18 du disque de rotor aval aubagé 20b. Les surfaces annulaires externe et interne de cette bride ont été référencées par 301 et 302. L'extrémité 303 de la bride 30, en appui contre l'alvéole 18, peut en outre comprendre une gorge annulaire 304 configurée pour recevoir un joint d'étanchéité annulaire 305. Ainsi, lors de réchauffement de l'anneau mobile 42 soumis à l'écoulement d'air chaud, la dilatation radiale de l'extrémité 303 le long des parois de l'alvéole 18 n'entraîne pas de rupture d'étanchéité d'une cavité de diffusion d'air 60 ménagé entre la virole amont 22 du disque de rotor 20b, la bride 30 et la virole 44. Ainsi, le joint d'étanchéité annulaire 305 peut être en DMD0415 (HS25). L'espace 60 est notamment utile à la ventilation du disque aval 20b, comme il sera décrit plus précisément par la suite.
Des léchettes radiales 32 d'étanchéité s'étendent à partir de la surface externe
301 . Elles sont configurées pour coopérer en fonctionnement avec une surface interne 120 d'un moyeu annulaire portant les aubes fixes 12 du distributeur afin d'assurer l'étanchéité entre la cavité amont et la cavité aval située de part et d'autre du moyeu portant les aubes fixes 12.
L'anneau mobile 42 peut en outre comprendre une bride annulaire amont 31 qui s'étend à partir d'une collerette 420 de l'anneau mobile 42. Cette bride annulaire amont vient en appui contre l'anneau de retenue 27 afin de le maintenir contre le disque aubagé amont 20a. L'anneau de retenue 27 a pour fonction de retenir axialement les aubes mobiles 16.
L'anneau mobile 42 est fretté, au niveau de sa base, sur la virole aval 24 du disque de rotor amont 20a.
La liaison entre l'anneau mobile 42 et le disque de rotor amont 20a peut également servir à l'anti-rotation des différentes pièces de l'assemblage 4 les unes par rapport aux autres.
Enfin, l'anneau mobile 42 comporte une bride annulaire dite d'anti-rotation 50 s'étendant radialement vers l'intérieur à partir de la surface annulaire radiale interne 302 de l'anneau, et présentant une série de rainures 52 s'étendant radialement vers l'intérieur, de manière périodique tout autour de la bride 50. La fonction de la bride 50 et des rainures 52 sera détaillée par la suite.
Virole
La virole 44 comprend sur sa surface amont (surface 440) une gorge circonférentielle 45 configurée pour accueillir le joint d'étanchéité annulaire 46. Ce joint 46 est mis en compression entre la collerette 420 de l'anneau mobile 42 et la virole 44 par la liaison boulonnée 26. Ainsi, en cas de perte de la liaison entre l'anneau mobile 42 et la virole aval 24 du disque de rotor amont 20a, le joint 46 assure la continuité de l'étanchéité entre les cavités amont et aval de la turbine. De plus dans la mesure où le joint d'étanchéité 46 se trouve à l'interface entre deux pièces aux températures très différentes, c'est à présent à lui d'être soumis à fort gradient thermique. Par conséquent le joint d'étanchéité 46 peut être en DMD0415 (HS25).
Par ailleurs, la virole 44 présente également, du côté aval (surface 441 ) une ou plusieurs lunules de refroidissement 43 disposées au-dessus de la liaison boulonnée 26, par exemple une série de lunules circonférentielles 43 régulièrement réparties au niveau d'une portion de surface tangentielle aval 441.
Ces lunules 43 permettent une circulation d'air frais prélevé en amont de la turbine et circulant au travers de chaque liaison boulonnée 26. Cet air frais circulant depuis l'amont de la turbine est apte à passer à travers la lunule 43 jusque la cavité de diffusion d'air 60 avant de diffuser dans chaque alvéole 18 du disque 20b pour les ventiler.
La virole de fixation 44 se termine, en dessous desdites lunules 43 par une bride de fixation 442 qui est configurée pour permettre la fixation de la virole 44 dans la liaison boulonnée 26. Pour cela, la bride 442 présente une série d'ouvertures réparties périodiquement et destinées à venir en regard d'une série d'ouvertures similaires pratiquées respectivement dans les brides 241 et 221 des viroles aval 24 du disque amont 20a et amont 22 du disque aval 20b.
Anti-rotation À son extrémité opposée, la virole 44 peut comprendre une série de tenons d'anti-rotation 54 qui s'étendent en saillie par rapport au reste de ladite virole 44. Ces tenons sont espacés périodiquement tout autour de la virole 44 de sorte à être en regard de rainures 52 que présente de la bride 50 de l'anneau mobile 42 (figures 4a et 4b).
Les rainures 52 et tenons 54 sont configurés pour coopérer chacun les uns avec les autres tout autour de l'anneau 42 et de la virole 44 respectivement. Ils présentent donc des formes substantiellement complémentaires. L'anneau mobile 42 étant dissocié de la liaison boulonnée 26, ces rainures 52 et tenons 54 assurent le blocage en rotation des différentes pièces et la cohésion mécanique de l'assemblage 4.
En plus de l'arrêt en rotation, le système de rainure-tenon décrit ci-dessus peut assurer le centrage de l'anneau 42 dans l'assemblage 4 en cas de perte du frettage de l'anneau 42.
Alternativement ou en complément, l'arrêt en rotation peut être permis par un système de rainures-tenons pratiqués à l'interface entre l'anneau mobile 42 et la virole aval 24 du disque amont 20a. Dans ce mode de réalisation, la bride annulaire 50 est frettée sur la portion annulaire externe de la virole 44.
Maintien de l'anneau mobile
Dans un mode de réalisation illustré sur les figures 5a à 5c, l'assemblage 4 comprend en outre une butée de maintien 41 configurée pour assurer la stabilité de l'anneau mobile 42 en fonctionnement, notamment en cas de perte du frettage de l'anneau 42. En effet, l'assemblage 4 subit des sollicitations centrifuges importantes dues à la mise en rotation de la roue mobile. Il est donc essentiel de garantir la cohérence mécanique de l'assemblage 4, quelles que soient les conditions de fonctionnement.
Comme illustré sur la figure 5a, la butée de maintien 41 peut prendre la forme d'un crochet 410 formé par l'extrémité inférieure de l'anneau 42, et s'étendant vers l'amont de sorte à coopérer avec un alésage 412, de forme complémentaire à celle du crochet 410, et ménagé dans l'extrémité aval de de la virole aval 24.
Alternativement, comme illustré sur la figure 5b, le crochet 410 coopère avec un alésage 412 ménagé dans la portion amont 440 de la virole 44, par exemple sous la gorge circonférentielle 45 accueillant le joint d'étanchéité 46.
De manière alternative, comme illustré sur la figure 5c, le crochet 410 est formé par l'extrémité supérieure de la virole 44, et s'étend également vers l'amont de sorte à coopérer avec un alésage 412, de forme complémentaire à celle du crochet 410, et ménagé dans la portion aval de la collerette 420 de l'anneau 42.
La forme et les dimensions du crochet 410 et de l'alésage 412 peuvent varier en fonction de l'intensité du maintien recherché, mais aussi de considérations de facilité de montage, par exemple pour la maintenance. Il est ainsi possible de dimensionner l'alésage 412 de manière légèrement plus importante que le crochet 410, de sorte à laisser une marge de fonctionnement avant la mise en contact de la butée 41 pour ne pas tirer immédiatement sur la bride 442.
En outre, le crochet 410 peut avantageusement être fretté dans l'alésage 412, de sorte à favoriser le maintien offert par la butée 41 .
Par ailleurs, la butée de maintien 41 peut également comprendre plusieurs crochets 410 formés sur l'anneau 42 ou la virole 44, et coopérant avec plusieurs alésages 412 correspondant.
Enfin, le crochet 410 et l'alésage 412 peuvent être formés de révolution autour de l'axe longitudinal X-X, ou n'être formés que sur des portions angulaires successives, équiréparties ou non, autour de l'axe longitudinal X-X.
Grâce à la butée de maintien 41 , l'assemblage 4 est rendu plus robuste, notamment en cas de pertes de frettage de l'anneau mobile 42. Tenue mécanique et augmentation de la durée de vie
L'assemblage proposé permet donc une augmentation de la durée de vie de turbine de turbomachine par réduction du phénomène d'ouverture de brides au niveau des liaisons boulonnées qui relient les différents disques de rotor de turbine.
En effet, lors de l'écoulement d'air chaud dans la turbine 10, l'anneau mobile 42 va s'échauffer. Dans la mesure où il n'y a plus de continuité mécanique entre l'anneau mobile 42 et la liaison boulonnée 26, seul l'anneau mobile 42 va se dilater. Par conséquent la partie annulaire externe de la virole 44 de fixation ne va plus « tirer » sur la bride 442 et n'entraînera donc pas de contraintes importantes sur les autres brides 221 et 241 de la liaison boulonnée 26.
Par conséquent, la tenue mécanique des liaisons boulonnées 26 des turbines
10 de turbomachines comprenant un assemblage du type de l'assemblage 4 qui vient d'être décrit est améliorée. Il en résulte une augmentation de leur durée de vie.

Claims

REVENDICATIONS
Assemblage d'anneau mobile (4) de turbine (10) de turbomachine qui est monté entre deux disques de rotor (20a) et (20b) successifs de ladite turbine (10), lesdits disques de rotor (20a) et (20b) étant fixés l'un sur l'autre par boulonnage, caractérisé en ce qu'il comprend :
- une virole (44) de fixation fixée entre les disques amont (20a) et aval (20b), par le boulonnage de ceux-ci, et
- une pièce formant anneau mobile (42), ladite pièce portant des léchettes radiales d'étanchéité (32) et étant fixée entre le disque amont (20a) et la virole (44).
Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 1 , comprenant en outre un joint d'étanchéité (46) interposé entre la pièce formant anneau mobile (42) et la virole (44).
Assemblage d'anneau mobile (4) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'anneau mobile (42) est fretté sur le disque amont (20a).
Assemblage d'anneau mobile (4) selon l'une des revendications précédentes dans lequel la virole (44) comprend au moins une lunule (43) au-dessus de la liaison boulonnée (26).
5. Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 4, dans lequel la virole comprend plusieurs lunules réparties régulièrement au niveau d'une portion de surface tangentielle aval (441 ) de la virole (44).
6. Assemblage d'anneau mobile (4) selon l'une des revendications précédentes comportant un ensemble de rainures (52) et de tenons (54) assurant l'anti- rotation de l'anneau mobile (42) par rapport à la virole (44).
7. Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 6 dans lequel les rainures (52) sont disposées dans l'anneau mobile (42) et les tenons (54) s'étendent depuis la virole (44).
8. Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 7 dans lequel les rainures (52) de l'anneau mobile (42) sont disposées dans une bride d'anti- rotation (50) s'étendant à partir d'une surface annulaire interne de l'anneau mobile (42), et réparties de manière périodique sur une zone annulaire de ladite bride (50) éloignée de la surface annulaire interne de l'anneau mobile (42).
9. Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 7 dans lequel les tenons (54) sont répartis de manière périodique et régulière sur une surface annulaire externe de la virole (44), en regard des rainures correspondantes de la bride d'anti-rotation (50) de l'anneau mobile (42).
10. Assemblage d'anneau mobile (4) selon l'une des revendications précédentes dans lequel l'anneau mobile (42) comprend en outre une bride annulaire amont (31 ) s'étendant à partir d'une portion de surface tangentielle amont (420) de l'anneau mobile et maintenant un anneau de retenue (27) en appui contre le disque aubagé amont (20a).
1 1 . Assemblage d'anneau mobile (4) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une butée de maintien de l'anneau mobile (42), ladite butée comprenant un crochet (410) coopérant avec un alésage (412).
12. Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 1 1 , dans lequel le crochet (410) est formé sur l'anneau mobile (42) et l'alésage (412) est ménagé dans la virole (44).
13. Assemblage d'anneau mobile (4) selon la revendication 1 1 , dans lequel le crochet (410) est formé sur la virole (44) et l'alésage (412) est ménagé dans l'anneau mobile (42).
14. Turboréacteur comprenant un assemblage d'anneau mobile (4) selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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