FR2940351A1 - Rotor de turbine d'un moteur a turbine a gaz comprenant un disque de rotor et un flasque d'etancheite - Google Patents
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Abstract
Rotor de turbine d'un moteur à turbine à gaz comprenant un disque de rotor (10) et un flasque d'étanchéité (400), ledit flasque d'étanchéité (400) étant monté autoporté sur ledit disque de rotor (10), rotor caractérisé par le fait que : - ledit flasque d'étanchéité (400) comprend un bord radial extérieur (401) se présentant sous la forme d'un crochet extérieur de suspension (404) dont la concavité est orientée radialement vers l'intérieur, ledit crochet extérieur de suspension (404) coopérant avec une lèvre de suspension (18) dudit disque de rotor (10).
Description
Rotor de turbine d'un moteur à turbine à gaz comprenant un disque de rotor et un flasque d'étanchéité
L'invention concerne les moteurs à turbine à gaz et, plus particulièrement, les 5 moyens d'étanchéité montés sur un rotor de turbine d'un moteur à turbine à gaz.
Un turboréacteur à soufflante avant et à double corps, par exemple, comprend classiquement, d'amont en aval, une soufflante, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute 10 pression et une turbine basse pression.
Par convention, dans la présente demande, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation de l'air dans le turboréacteur. De même, par convention dans la présente demande, les termes intérieur et extérieur 15 sont définis radialement par rapport à l'axe du moteur. Ainsi, un cylindre s'étendant selon l'axe du moteur comporte une face intérieure tournée vers l'axe du moteur et une surface extérieure, opposée à sa surface intérieure.
En référence à la figure 1, un étage de turbine haute pression, par exemple, 20 comprend au moins un disque de rotor 10, monté en aval de la chambre de combustion du moteur (non représentée), agencé pour récupérer l'énergie de la combustion et la transmettre au corps haute pression du moteur auquel le disque de rotor 10 appartient.
25 Le disque de rotor 10 se présente sous la forme d'une roue montée coaxialement à l'axe du moteur. Un alésage traversant est ménagé axialement au centre du disque de rotor 10 pour permettre le passage des arbres du moteur, le disque de rotor 10 comprenant également des aubes 15 montées à sa périphérie extérieure qui sont orientées radialement vers l'extérieur. Le disque de rotor 10 comprend, à 30 proximité de son alésage, une portion centrale 11 épaissie de manière à absorber les efforts centrifuges qui sont appliqués au disque de rotor 10 en fonctionnement.
En fonctionnement, lors de la combustion, un flux d'air à très haute température 35 est expulsé de la chambre de combustion. Ce flux d'air chaud se déplace d'amont en aval dans le moteur et entraîne le disque de rotor 10 en rotation lors de son contact avec les aubes 15 du disque de rotor 10. Pour protéger le disque de rotor 10 à l'encontre des hautes températures, on refroidit le disque de rotor 10 avec un flux d'air frais prélevé en amont de la chambre de combustion. En particulier, on refroidit la partie du disque de rotor 10 qui est radialement intérieure aux aubes 15 du disque de rotor 10 et radialement extérieure à la partie centrale épaissie 11 du disque de rotor 10.
Selon l'art antérieur, un disque d'étanchéité 100 monté en amont du disque de rotor 10 est agencé pour isoler le flux de gaz chaud, issu de la chambre de combustion, du flux d'air de refroidissement. Le disque d'étanchéité 100 est solidaire en rotation du disque de rotor 10. A cet effet, en référence à la figure 1, le disque d'étanchéité 100 est monté à une bride amont 12 du disque de rotor 10.
Le disque d'étanchéité 100 se présente sous la forme d'un pièce de révolution comprenant, de l'intérieur vers l'extérieur, une première partie radiale 101, dans laquelle est ménagé un alésage central pour le passage des arbres du moteur, une seconde partie cylindrique 102, s'étendant longitudinalement vers l'aval par rapport à sa première partie radiale 101, et une troisième partie 103 de liaison avec le disque de rotor 10 s'étendant sensiblement radialement vers l'extérieur à partir de la deuxième partie cylindrique 102 du disque d'étanchéité 100.
La première partie radiale 101 du disque d'étanchéité 100 comprend une pluralité d'orifices de fixation, pour le passage de boulons reliant le disque d'étanchéité 100 au disque de rotor 10, et une pluralité d'orifices de refroidissement formant une couronne annulaire. Les orifices de refroidissement permettent d'introduire le flux d'air de refroidissement via les injecteurs d'air 20 dans un canal de refroidissement 40 ménagé entre la face aval du disque d'étanchéité 100 et la face amont du disque de rotor 10. Le flux d'air de refroidissement se déplace dans le canal de refroidissement 40 d'amont en aval et circule par des rainures ménagées dans les plateformes des aubes 15 montées à la périphérie du disque de rotor 10.
Des joints d'étanchéité à labyrinthe sont prévus pour assurer l'étanchéité entre le disque d'étanchéité 100 et le disque de rotor 10, limitant ainsi les fuites d'air de refroidissement.
Un joint à labyrinthe comprend une première partie lamellaire, plus connue de l'homme du métier sous sa désignation léchettes , et une deuxième partie d'usure ou abradable. La partie lamellaire du joint labyrinthe est ménagée sur le disque d'étanchéité 100, la partie abradable étant solidaire du carter 50 du moteur. Lors de la rotation du disque d'étanchéité 100 avec le disque de rotor 10, les lamelles du joint labyrinthe 110, 120 sont entraînées en rotation tout en conservant un jeu aussi faible que possible avec la partie abradable 111, 121 qui demeure fixe.
Au cours du fonctionnement du moteur, le flux d'air de refroidissement, prélevé en amont de la chambre de combustion, est guidé par des injecteurs 20 dans le canal de refroidissement 40 ménagé entre la face aval du disque d'étanchéité 100 et la face amont du disque de rotor 10, le flux d'air de refroidissement étant contenu (sur un premier côté) par un premier joint d'étanchéité à labyrinthe, dit joint à labyrinthe extérieur 120, 121 et (sur un deuxième côté) par un deuxième joint d'étanchéité à labyrinthe, dit joint à labyrinthe intérieur 110, 111.
Lorsque l'on souhaite, par exemple, développer un moteur de vitesse de fonctionnement élevée pour un même diamètre de turbine, on est amené à augmenter l'épaisseur de la portion centrale 11 du disque de rotor 10 afin de compenser l'augmentation des efforts centrifuges.
En référence à la figure 2, en appliquant les règles de l'art antérieur, la portion centrale 11 du disque de rotor serait épaissie en comparaison à un moteur tel que représenté sur la figure 1. Un tel moteur nécessiterait de décaler axialement le disque d'étanchéité 100 par rapport au disque de rotor 10. Pour maintenir l'étanchéité entre le disque d'étanchéité 100 et le disque de rotor 10, on serait amené à augmenter la dimension longitudinale de la partie cylindrique 102 du disque d'étanchéité 100 de manière à ce que la partie d'appui 103 du disque d'étanchéité 100 soit toujours en appui sur la plateforme des aubes 15 du disque de rotor 10.
Cependant, au cours du fonctionnement du moteur, la partie cylindrique 102 du disque d'étanchéité 100 serait soumise à des efforts de flexion et à des efforts radiaux importants en raison de sa dimension longitudinale. La durée de vie d'un tel disque d'étanchéité 100 serait alors diminuée.
Pour éviter cet inconvénient, en référence à la figure 3, on connaît un flasque d'étanchéité 200 autoporteur qui est suspendu selon son bord extérieur aux plateformes 15 des aubes montées en périphérie du disque de rotor 10, le flasque 200 comprenant des lamelles alignées sensiblement longitudinalement les unes avec les autres pour former, avec une partie alvéolaire fixée au carter 50, un joint à labyrinthe extérieur 210. Un tel flasque d'étanchéité 200 n'est pas boulonné à une bride du disque de rotor mais simplement suspendu ou autoporté . Un tel flasque présente l'avantage de ne pas dépendre de l'épaisseur de la portion centrale 11 du disque de rotor 10.
Cependant, en fonctionnement, les lamelles du joint à labyrinthe du flasque d'étanchéité 200 ont tendance à se coller à la partie alvéolaire en raison des efforts centrifuges qui sont appliqués sur le flasque 200, le bras de levier des efforts centrifuges étant fonction de la distance longitudinale entre le joint à labyrinthe et le disque de rotor 10. Pour assurer une étanchéité satisfaisante en fonctionnement entre le flasque d'étanchéité 200 et le carter 50, il serait nécessaire d'augmenter l'épaisseur axiale de la partie d'appui 202 du flasque d'étanchéité 200. Le flasque d'étanchéité 200 avec une partie épaissie présenterait les inconvénients d'être encombrant et lourd.
Afin d'éviter au moins certains de ces inconvénients la demanderesse propose un flasque d'étanchéité destiné à être monté autoporté sur un disque de rotor d'un moteur à turbine à gaz monté axialement dans ledit moteur, comprenant au moins deux lamelles d'étanchéité annulaires agencées pour correspondre respectivement avec des bandes annulaires abradables fixées sur un élément de carter dudit moteur, de manière à former un joint d'étanchéité à labyrinthe, lesdites lamelles d'étanchéité étant étagées radialement.
On définit que des lamelles d'étanchéité sont étagées radialement lorsqu'elles appartiennent sensiblement à un même plan transversal et sont décalées radialement, les lamelles d'étanchéité étant à des distances radiales différentes de l'axe du moteur.
Un tel flasque d'étanchéité permet avantageusement de limiter la formation d'un couple de contrainte sous l'effet des forces centrifuges lors de la rotation du rotor. En outre, un tel flasque est peu encombrant.
De préférence, le flasque comprend une première face destinée à être tournée vers le disque de rotor et une deuxième face opposée à la première, lesdites lamelles d'étanchéité du joint à labyrinthe étant ménagées sur ladite deuxième face du flasque d'étanchéité.
L'invention concerne également un rotor de turbine d'un moteur à turbine à gaz comprenant un disque de rotor et un flasque d'étanchéité tel que présenté précédemment, ledit flasque d'étanchéité étant monté autoporté sur ledit disque de rotor, rotor caractérisé par le fait que : 35 ledit flasque d'étanchéité comprend un bord radial extérieur se présentant sous la forme d'un crochet extérieur de suspension dont la concavité est orientée radialement vers l'intérieur, ledit crochet extérieur de suspension coopérant avec une lèvre de suspension dudit disque de rotor. De manière avantageuse, le crochet extérieur de suspension permet de monter le flasque d'étanchéité de manière rapide et simple sur le disque de rotor.
De préférence, ledit flasque d'étanchéité comprend un bord radial intérieur 10 agencé pour être monté à force avec une portion de fixation du disque de rotor, le bord radial intérieur et la portion de fixation comprenant respectivement des orifices de ventilation.
Cela permet avantageusement de faire circuler le flux d'air de refroidissement 15 sous les pieds des aubes montées en périphérie du disque de rotor.
De préférence encore, le bord radial intérieur dudit flasque d'étanchéité se présente sous la forme d'un crochet intérieur de fixation dont la concavité est orientée radialement vers l'extérieur, ledit crochet intérieur de fixation étant 20 agencé pour coopérer avec une lèvre de fixation du disque de rotor.
Selon une autre forme de réalisation de l'invention, le bord radial intérieur dudit flasque d'étanchéité se présente sous la forme d'une languette de verrouillage comprenant une partie de butée radiale, s'étendant longitudinalement, et une 25 partie d'extrémité de verrouillage prolongeant ladite partie de butée radiale et s'étendant radialement vers l'intérieur.
De préférence, le disque de rotor comprend une portion de fixation se présentant sous la forme d'une cavité annulaire de réception de ladite languette de 30 verrouillage.
De préférence encore, la cavité annulaire comporte une lèvre de verrouillage annulaire, ménagée sur le bord intérieur de la cavité de réception.
35 L'invention concerne également un moteur à turbine à gaz comprenant un rotor, tel que présenté précédemment, et un disque d'étanchéité monté solidaire du disque de rotor, moteur dans lequel un canal de refroidissement est ménagé entre le carter du moteur et le disque de rotor, l'étanchéité du canal de refroidissement étant assurée, d'un côté, par le joint d'étanchéité à labyrinthe de le flasque5 d'étanchéité et, d'un autre côté, par un joint d'étanchéité à labyrinthe du disque d'étanchéité.
De préférence, les bandes annulaires abradables du joint d'étanchéité à labyrinthe du flasque d'étanchéité sont disjointes et étagées radialement.
L'invention sera mieux comprise à l'aide du dessin annexé sur lequel : la figure 1 représente une vue en coupe axiale d'un premier rotor selon l'art antérieur ; la figure 2 représente une vue en coupe axiale d'un deuxième rotor selon l'art antérieur ; la figure 3 représente une vue en coupe axiale d'un troisième rotor selon l'art antérieur ; la figure 4 représente une vue en coupe axiale d'un rotor selon l'invention avec un disque d'étanchéité autoporté ; la figure 5 représente une vue en coupe axiale rapprochée du disque d'étanchéité autoporté de la figure 4 et la figure 6 représente une autre forme de réalisation d'un rotor selon l'invention avec un disque d'étanchéité autoporté.
En référence à la figure 4, un rotor de turbine d'un moteur à turbine à gaz comprend un disque de rotor 10 se présentant sous la forme d'une roue montée coaxialement à l'axe du moteur, le disque de rotor 10 étant monté rotatif dans le carter 50 du moteur. Un alésage traversant est ménagé axialement au centre du disque de rotor 10 pour permettre le passage des arbres du moteur, le disque de rotor 10 comprenant également des aubes 15 montées à sa périphérie extérieure qui sont orientées radialement vers l'extérieur, les aubes 15 comprenant chacune un pied avec une plateforme, le pied de l'aube 15 étant inséré dans une rainure du disque de rotor 10. Le disque de rotor 10 comprend, à proximité de son alésage, une portion centrale 11 épaissie de manière à supporter les efforts centrifuges qui sont appliqués au disque de rotor 10 en fonctionnement.
Lors de la combustion, un flux d'air à très haute température est expulsé de la chambre de combustion. Cet air chaud se déplace d'amont en aval dans le moteur et entraîne le disque de rotor 10 en rotation lors de son contact avec les aubes 15 du disque de rotor 10. Pour protéger le disque de rotor 10 des hautes températures, on refroidit le disque de rotor 10 avec un flux d'air frais prélevé en amont de la chambre de combustion qui est guidé par des injecteurs 20 sur la partie intérieure du disque de rotor 10. Les injecteurs 20 sont montés dans le carter 50 du moteur à turbine à gaz.
En référence à la figure 4, un flasque extérieur d'étanchéité 400 et un disque intérieur d'étanchéité 300, montés en amont du disque de rotor 10, sont agencés pour guider le flux d'air de refroidissement issu de l'injecteur 20 dans un canal de refroidissement 40 ménagé entre le carter 50 du moteur et la face amont du disque de rotor 10. Le flux d'air de refroidissement se déplace d'amont en aval dans le moteur et est guidé vers les rainures ménagées dans les plateformes des aubes 15 montées à la périphérie du disque de rotor 10.
L'étanchéité entre le carter 50 et le disque de rotor 10 est assurée par des joints d'étanchéité à labyrinthe, un premier joint d'étanchéité annulaire, dit joint à labyrinthe intérieur, étant supporté par le disque d'étanchéité 300, un deuxième joint d'étanchéité annulaire, dit joint à labyrinthe extérieur, étant supporté par un flasque d'étanchéité 400.
Disque d'étanchéité 300 Toujours en référence à la figure 4, le disque d'étanchéité 300 se présente sous la forme d'une roue montée coaxialement à l'axe du moteur, solidaire en rotation du disque rotor 10. Un alésage traversant est ménagé axialement au centre du disque d'étanchéité 300 pour permettre le passage des arbres du moteur. Le disque d'étanchéité 300 est fixé à une bride amont 12 du disque de rotor 10, l'extrémité libre de ladite bride amont 12 se présentant sous la forme d'une portion radiale annulaire, orientée vers l'intérieur, percée d'orifices de fixation longitudinaux dans lesquels sont insérés des vis de fixation 41 qui traversent également des orifices de fixation du disque d'étanchéité 300, ménagés longitudinalement dans le corps du disque 300, les vis de fixation 41 étant sécurisés en position par des boulons de fixation 42.
Le bord périphérique extérieur du disque d'étanchéité 300 comprend ici trois lamelles annulaires 310 alignées sensiblement longitudinalement les unes avec les autres, les lamelles annulaires 310 s'étendant radialement vers l'extérieur.
Dans cet exemple, les lamelles 310 sont légèrement décalées radialement. Plus la lamelle 310 est positionnée en aval, plus sa dimension radiale est importante.
Les lamelles annulaires 310 coopèrent avec des bandes annulaires abradables 311 fixées sur le carter 50 du moteur, lesdites bandes abradables 311 étant alignées longitudinalement les unes avec les autres. Les lamelles annulaires 310 forment, avec les bandes annulaires abradables 311, un joint d'étanchéité à labyrinthe entre le disque de rotor 10 et le carter 50, dit joint à labyrinthe intérieur, empêchant le flux d'air de refroidissement du canal de refroidissement 40 de s'échapper.
Dans cet exemple, les bandes annulaires abradables 311 sont légèrement décalées radialement de manière à correspondre avec les lamelles 310. En outre, les bandes annulaires abradables 311 forment un ensemble monobloc fixé au carter 50.
Flasque d'étanchéité 400
En référence à la figure 5, le flasque d'étanchéité 400, assurant l'étanchéité entre le flux de gaz chauds issu de la chambre de combustion et le flux d'air de refroidissement, se présente sous la forme d'une pièce de révolution annulaire de section sensiblement tronconique. A et effet, le flasque d'étanchéité comprend une partie centrale tronconique 403 avec un bord radial extérieur 402, dit bord de suspension 402, et un bord radial intérieur 401, dit bord de fixation 401.
Première forme de réalisation de l'invention
En référence à la figure 5, représentant un flasque d'étanchéité 400 monté sur un disque de rotor 10 selon une première forme de réalisation, la partie centrale tronconique 403 du flasque d'étanchéité 400 comprend, sur sa face amont, deux lamelles annulaires 410, 420 étagées radialement. Les lamelles sont disposées dans un même plan, transversal à l'axe du moteur, mais à des distances radiales de l'axe du moteur différentes. Les lamelles annulaires 410, 420 comprennent une partie de base, partant de la partie centrale tronconique 403 et s'étendant sensiblement longitudinalement, et une partie d'extrémité prolongeant la partie de base et s'étendant sensiblement radialement vers l'extérieur.
Les deux lamelles annulaires 410, 420 coopèrent avec deux bandes annulaires abradables 411, 421 fixées sur le carter 50 du moteur, lesdites bandes abradables 411, 421, disjointes, étant étagées radialement. Les lamelles annulaires 410, 420 forment avec les bandes annulaires abradables 411, 421 un joint d'étanchéité à labyrinthe entre le disque de rotor 10 et le carter 50, dit joint à labyrinthe extérieur, empêchant l'introduction d'un flux de gaz chaud dans le canal de refroidissement ainsi que des fuites du flux d'air de refroidissement.
Le bord radial extérieur 402 du flasque d'étanchéité 400 se présente sous la forme d'un crochet extérieur de suspension 404 dont la concavité est orientée radialement vers l'intérieur, ledit crochet extérieur de suspension 404 coopérant avec une lèvre annulaire 18 du disque de rotor 10, dite lèvre de suspension extérieure 18, qui est orientée radialement vers l'extérieur.
Le bord radial intérieur 401 du flasque d'étanchéité 400 se présente sous la forme d'un crochet intérieur de fixation 405, dont la concavité est orientée radialement vers l'extérieur, agencé pour coopérer avec une lèvre annulaire 17 ménagée sur le bord périphérique du disque de rotor 10, dite lèvre de fixation intérieure 17, qui est orientée radialement vers l'intérieur.
Lors du montage, le crochet extérieur de suspension 404 du flasque d'étanchéité 400 est déplacé radialement vers l'intérieur pour coopérer avec la lèvre de suspension 18 du disque de rotor 10, le flasque d'étanchéité 400 étant alors suspendu au disque de rotor 10. La lèvre de suspension 18 est alors logée dans la concavité du crochet extérieur de suspension 404.
Le crochet intérieur de fixation 405 du flasque d'étanchéité 400 est ensuite monté à force sur la lèvre de fixation 17 du disque de rotor 10, la lèvre de fixation 17 étant alors logée dans la concavité du crochet intérieur de fixation 405. Le crochet intérieur de fixation 405 du flasque d'étanchéité 400 est alors bloqué longitudinalement entre la lèvre de fixation 17 du disque de rotor 10 et le corps du disque de rotor 10. En outre, comme le flasque d'étanchéité 400 est monté à force sur le disque de rotor 10 (précontrainte radiale), il ne peut pas se déplacer radialement. La lèvre de fixation 17 est ménagée sur la face amont dudit disque de rotor 10.
Grâce à ce montage, le flasque d'étanchéité 400 est maintenu sans jeu au disque de rotor 10. De plus, la disposition étagée des lamelles d'étanchéité 410, 420 du flasque d'étanchéité 400 permet de limiter le couple de force sur le flasque d'étanchéité 400 lors de la rotation du rotor. Selon l'art antérieur, les lamelles d'étanchéité 410, 420 sont éloignées du disque de rotor 10 selon la direction longitudinale, le couple appliqué sur les lamelles d'étanchéité 410, 420 étant important et le risque de déplacement du flasque d'étanchéité 400 étant élevé.
Comme les lamelles d'étanchéité 410, 420 sont étagées radialement selon l'invention, ces dernières sont toutes à la même distance longitudinale du disque de rotor 10, le couple de force appliqué sur les lamelles d'étanchéité 410, 420 étant donc faible en comparaison à des lamelles alignées longitudinalement telles que décrites dans l'art antérieur. Le flasque d'étanchéité 400, selon l'invention, est alors moins vulnérable aux contraintes centrifuges.
En référence à la figure 5, le crochet intérieur de fixation 405 du flasque d'étanchéité 400 et la lèvre de fixation 17 du disque de rotor 10 comprennent respectivement des orifices de ventilation 31, 32 (représentés en hachurés sur la figure 5) de manière à permettre la circulation du flux d'air de refroidissement radialement vers l'extérieur, à travers le flasque d'étanchéité 400 et le disque de rotor 10, l'air de refroidissement étant évacué dans les rainures du disque de rotor 10, sous les pieds des aubes 15. De préférence, les orifices de ventilation 31, 32 sont alignés radialement de manière à permettre une circulation fluide du flux d'air de refroidissement, la circulation du flux d'air de refroidissement étant représentée schématiquement par une flèche sur la figure 5.
Deuxième forme de réalisation de l'invention
Cette forme de réalisation est très similaire à la forme de réalisation précédente et c'est pourquoi les références utilisées pour les éléments du rotor de la figure 6 de structure ou fonction identique, équivalente ou similaire à celles des éléments du rotor de la figure 5 sont les mêmes, pour simplifier la description. D'ailleurs, l'ensemble de la description du rotor de la figure 6 n'est pas reprise, cette description s'appliquant au rotor de la figure 5 lorsqu'il n'y a pas d'incompatibilités.
En référence à la figure 6, représentant un flasque d'étanchéité 400 monté sur un disque de rotor 10 selon une deuxième forme de réalisation de l'invention, le bord radial intérieur 401 du flasque d'étanchéité 400 se présente sous la forme d'une languette de verrouillage 407, agencée pour coopérer avec une portion de fixation 19 du disque de rotor 10.
La languette de verrouillage 407 comprend une portion de base 407a, reliée à la partie centrale tronconique 403 du flasque d'étanchéité 400 et s'étendant longitudinalement, et une portion d'extrémité 407b, prolongeant ladite portion de base 407a et s'étendant sensiblement radialement vers l'intérieur. La portion d'extrémité 407b se présente ici sous la forme d'un crochet dont la concavité est orientée vers l'amont.
La portion de fixation 19 du disque de rotor 10 se présente sous la forme d'une cavité annulaire 190 de réception de ladite languette de verrouillage 407, dont la concavité est tournée vers l'amont.
La cavité de réception 190 comprend une lèvre de verrouillage annulaire 191, ménagée sur le bord intérieur de la cavité de réception 190, la lèvre de verrouillage 191 étant saillante radialement vers l'extérieur de manière à sécuriser la position de la languette de verrouillage 407 du flasque d'étanchéité 400 une fois celle-ci reçue dans la cavité de réception 190 du disque de rotor 10.
En référence à la figure 6, le flasque d'étanchéité 400 est suspendu au disque de rotor 10 par son bord extérieur 402, le bord intérieur 401 du flasque d'étanchéité 400 étant monté à force sur le disque de rotor 10. A cet effet, le flasque d'étanchéité 400 est étiré radialement de manière à insérer la languette de verrouillage 407 du flasque d'étanchéité 400 dans la cavité de réception 190 du disque de rotor 10.
La languette de verrouillage 407 est montée à force de manière à ce que sa partie longitudinale 407a soit en butée sur le bord extérieur 192 de la cavité de réception 190 du disque de rotor 10. Autrement dit, la surface extérieure de la partie longitudinale 407a de la languette de verrouillage 407 est en butée avec la paroi interne de la cavité de réception 190, selon son bord extérieur 192. En raison de la précontrainte radiale, le flasque d'étanchéité 400 est bloqué radialement par rapport au disque de rotor 10.
La lèvre de verrouillage 191 de la cavité de réception 190 du disque de rotor 10 permet de bloquer l'extrémité libre 407b de la languette de verrouillage 407 aussi bien longitudinalement (blocage en amont par la lèvre de verrouillage 191 et blocage en aval par la paroi interne de la cavité de réception 190) que radialement (bords intérieur et extérieur de la paroi interne de la cavité de réception 190). De préférence, la longueur radiale de l'extrémité libre 407b de la languette de verrouillage 407 est sensiblement égale à la dimension radiale de la cavité de réception 190 afin de limiter le jeu radial lorsque la languette de verrouillage 407 est reçue dans la cavité de réception 190.
Cette deuxième forme de réalisation de l'invention permet avantageusement de sécuriser le flasque d'étanchéité 400 sur le disque de rotor 10, tout en permettant un montage simple dudit flasque d'étanchéité 400.
En référence à la figure 6, la lèvre de verrouillage 191 du flasque d'étanchéité 400, l'extrémité libre 407b de la languette de verrouillage 407 et le bord extérieur radial 192 de la cavité de réception 190 comprennent respectivement des orifices de ventilation 33, 34, 35 (représentés en hachurés sur la figure 6) de manière à permettre la circulation du flux d'air de refroidissement radialement vers l'extérieur, à travers le flasque d'étanchéité 400 et le disque de rotor 10, l'air de refroidissement étant évacué dans les rainures du disque de rotor 10, sous les pieds des aubes 15. De préférence, les orifices de ventilation 33, 34, 35 sont alignés radialement de manière à permettre une circulation fluide du flux d'air de refroidissement, la circulation du flux d'air de refroidissement étant représentée schématiquement par une flèche sur la figure 6.
Il va de soi que seuls l'extrémité libre 407b de la languette de verrouillage 407 et le bord extérieur 192 de la cavité de réception 190 pourraient comprendre des orifices de ventilation 34, 35. Cependant, la présence d'orifices de ventilation 33 dans la lèvre de verrouillage 191 du disque de rotor 10 permet d'augmenter le débit du flux d'air de refroidissement dans les rainures du disque de rotor 10, sous les plateformes des aubes 15 et ainsi améliorer la circulation du flux d'air de refroidissement.
La combinaison d'un joint d'étanchéité intérieur (disque d'étanchéité 300) et d'un joint d'étanchéité extérieur (flasque d'étanchéité 400) permet d'assurer l'étanchéité de la cavité de refroidissement 40 quelque soit l'épaisseur longitudinale de la portion centrale 11 du disque de rotor 10 et ainsi garantir l'étanchéité de la cavité de refroidissement 40 quelque soit la vitesse de rotation du moteur.
En outre, le flasque d'étanchéité 400 présente des avantages certains en ce qui concerne son accrochage au disque de rotor 10 aussi bien en terme de qualité d'accrochage (résistance aux efforts centrifuges) que de rapidité de montage (système à crochets simple à utiliser).
Claims (10)
- Revendications1- Flasque d'étanchéité (400) destiné à être monté autoporté sur un disque de rotor (10) d'un moteur à turbine à gaz monté axialement dans ledit moteur, flasque comprenant au moins deux lamelles d'étanchéité annulaires (410, 420) agencées pour correspondre respectivement avec des bandes annulaires abradables fixées sur un élément de carter (50) dudit moteur, de manière à former un joint d'étanchéité à labyrinthe, flasque d'étanchéité (400) caractérisé par le fait que lesdites lamelles d'étanchéité (410, 420) sont étagées radialement.
- 2- Flasque selon la revendication 1, comprenant une première face destinée à être tournée vers le disque de rotor (10) et une deuxième face opposée à la première, lesdites lamelles d'étanchéité (410, 420) du joint à labyrinthe étant ménagées sur ladite deuxième face du flasque d'étanchéité (400).
- 3- Rotor de turbine d'un moteur à turbine à gaz comprenant un disque de rotor (10) et un flasque d'étanchéité (400), selon l'une des revendications 1 à 2, ledit flasque d'étanchéité (400) étant monté autoporté sur ledit disque de rotor (10), rotor caractérisé par le fait que : ledit flasque d'étanchéité (400) comprend un bord radial extérieur (401) se présentant sous la forme d'un crochet extérieur de suspension (404) dont la concavité est orientée radialement vers l'intérieur, ledit crochet extérieur de suspension (404) coopérant avec une lèvre de suspension (18) dudit disque de rotor (10).
- 4- Rotor selon la revendication 3, caractérisé par le fait que ledit flasque d'étanchéité (400) comprend un bord radial intérieur (402) agencé pour être monté à force avec une portion de fixation (17, 19) du disque de rotor (10), le bord radial intérieur (402) et la portion de fixation (17, 19) comprenant respectivement des orifices de ventilation (31, 32, 33, 34, 35).
- 5- Rotor selon la revendication 4, dans lequel le bord radial intérieur (402) dudit flasque d'étanchéité (400) se présente sous la forme d'un crochet intérieur de fixation (405) dont la concavité est orientée radialement vers l'extérieur, ledit crochet intérieur de fixation (405) étant agencé pour coopérer avec une lèvre de fixation (17) du disque de rotor (10).
- 6- Rotor selon la revendication 4, dans lequel le bord radial intérieur (402) dudit flasque d'étanchéité (400) se présente sous la forme d'une languette de verrouillage (407) comprenant une partie de butée radiale (407a), s'étendant longitudinalement, et une partie d'extrémité de verrouillage (407b), prolongeant ladite partie de butée radiale (407a) et s'étendant radialement vers l'intérieur.
- 7- Rotor selon la revendication 6, dans lequel le disque de rotor (10) comprend une portion de fixation (19) se présentant sous la forme d'une cavité annulaire (190) de réception de ladite languette de verrouillage (407).
- 8- Rotor selon la revendication 7, dans lequel la cavité annulaire (190) comporte une lèvre de verrouillage annulaire (191), ménagée sur le bord intérieur de la cavité de réception (190).
- 9- Moteur à turbine à gaz comprenant un rotor, selon l'une des revendications 4 à 8, et un disque d'étanchéité (300) monté solidaire du disque de rotor (10), moteur dans lequel un canal de refroidissement (40) est ménagé entre le carter (50) du moteur et le disque de rotor (10), l'étanchéité du canal de refroidissement (40) étant assurée, d'un côté, par le joint d'étanchéité à labyrinthe de le flasque d'étanchéité (400) et, d'un autre côté, par un joint d'étanchéité à labyrinthe du disque d'étanchéité (300).
- 10- Moteur selon la revendication 9, dans lequel les bandes annulaires abradables (411, 421) du joint d'étanchéité à labyrinthe du flasque d'étanchéité (400) sont disjointes et étagées radialement.
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