FR2959271A1 - Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface - Google Patents

Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface Download PDF

Info

Publication number
FR2959271A1
FR2959271A1 FR1053184A FR1053184A FR2959271A1 FR 2959271 A1 FR2959271 A1 FR 2959271A1 FR 1053184 A FR1053184 A FR 1053184A FR 1053184 A FR1053184 A FR 1053184A FR 2959271 A1 FR2959271 A1 FR 2959271A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
foot
interface element
housing
side wall
rotor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1053184A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2959271B1 (fr
Inventor
Fabrice Marcel Noel Garin
Alain Dominique Gendraud
Thierry Lequitte
Romain Nicolas Lunel
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Priority to FR1053184A priority Critical patent/FR2959271B1/fr
Priority to PCT/FR2011/050913 priority patent/WO2011135234A2/fr
Priority to US13/643,569 priority patent/US9103220B2/en
Publication of FR2959271A1 publication Critical patent/FR2959271A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2959271B1 publication Critical patent/FR2959271B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3092—Protective layers between blade root and rotor disc surfaces, e.g. anti-friction layers
    • 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
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/08—Heating, heat-insulating or cooling means
    • F01D5/081—Cooling fluid being directed on the side of the rotor disc or at the roots of the blades
    • 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
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • F05D2240/81—Cooled platforms
    • 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
    • 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
    • F05D2250/71—Shape curved
    • 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
    • F05D2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • 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
    • 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
    • F05D2260/36—Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking
    • 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
    • F05D2260/94—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF]
    • F05D2260/941—Functionality given by mechanical stress related aspects such as low cycle fatigue [LCF] of high cycle fatigue [HCF] particularly aimed at mechanical or thermal stress reduction
    • 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
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Un élément d'interface (50), destiné à être monté entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aubeménagé dans un disque de turbine d'un moteur à turbine à gaz, pour limiter les usures entre le pied et son logement, l'élément d'interface (50) comprenant une paroi de fond (52), destinée à venir correspondre avec une partie inférieure du pied, et deux parois latérales supérieures (51, 53), reliées à la paroi de fond (52), destinées à envelopper le pied de l'aube jusqu'à une partie supérieure du pied, une première paroi latérale supérieure (51, 53) comprenant au moins une ouverture de ventilation (57) configurée pour permettre à un flux d'air de refroidissement circulant dans le logement du disque de rotor de circuler sur la partie supérieure du pied via ladite ouverture de ventilation (57).

Description

Elément d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un élément d'interface
L'invention concerne le domaine des rotors de turbomachine et, plus 5 particulièrement, le refroidissement des aubes de rotor sur un disque de rotor.
Un turboréacteur à soufflante avant et à double corps, par exemple, comprend classiquement, d'amont en aval, une soufflante, un étage compresseur basse pression, un étage compresseur haute pression, une chambre de 10 combustion, un étage de turbine haute pression et un étage de 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 15 même, par convention dans la présente demande, les termes « intérieur » et « extérieur » 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.
20 En référence aux figures 1 et 2, un étage de turbine basse pression, par exemple, comprend des disques de rotor successifs 10 comportant chacun des rainures axiales ou obliques 13, connues de l'homme du métier sous la désignation alvéole, dans lesquelles sont logés des pieds 22 d'aubes 20, les aubes 20 s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe du moteur. Ces 25 rainures 13 sont également désignées logements 13 par la suite.
Chaque disque de rotor 10 comprend des « moustaches » formées de part et d'autre du disque 10, désignées par la suite moustache amont et moustache aval. La moustache amont du disque de rotor 10 est formée par une 30 bride annulaire radiale 11 reliée à la face amont du disque de rotor par une virole annulaire tronconique 12 évasée vers l'aval. De même, la moustache aval du disque de rotor 10 est formée par une bride annulaire radiale reliée à la face aval du disque de rotor par une virole annulaire tronconique évasée vers l'amont.
35 En référence aux figures 1 et 2, les pieds 22 des aubes 20 sont retenus radialement dans les rainures 13 par leur section bulbeuse, dite en queue d'aronde. Un élément d'interface métallique 5, connu de l'homme du métier sous
sa désignation « clinquant », disposé entre le pied 22 de l'aube 20 et le fond de la rainure 13 comme représenté sur la figure 2, est agencé pour limiter les usures entre le pied d'aube 22 et la surface intérieure de la rainure 13 du disque de rotor 20. L'élément d'interface 5 comprend une paroi de fond pleine et deux parois latérales supérieures pleines, reliées à la paroi de fond pour envelopper le pied 22 de l'aube 20 de manière à éviter que la surface extérieure du pied 22 soit en contact avec la surface intérieure du logement 13. 10 Les pieds 22 des aubes 20 sont retenus axialement, par un jonc annulaire amont 30 en butée axiale sur une partie amont des pieds 22 des aubes 20. Le jonc 30 est retenu radialement dans des crochets radiaux ménagés dans la plateforme 21 des aubes 20 et axialement par un flasque 40 de maintien du jonc 30. Le flasque 40 recouvre extérieurement la virole tronconique amont 12 du disque de rotor 10, permettant ainsi de protéger thermiquement le disque de rotor 10 contre la température élevée des gaz sortant de la chambre de combustion du moteur. 20 En référence à la figure 1, un canal de refroidissement est ménagé entre le flasque 40 et la virole amont 12 du disque de rotor 10 afin de guider un flux d'air frais F, prélevé en amont de l'étage de turbine basse pression, dans les logements 13 des aubes 20 ménagés dans le disque de rotor 10. L'air F circule 25 dans les rainures 13, sous les éléments d'interface 5 enveloppant les pieds 22 d'aubes 20 afin de les protéger à l'encontre de températures excessives. La circulation du flux d'air frais F est représentée par des flèches sur la figure 1, le flux d'air frais F débouchant en aval du disque de rotor 10 entre le pied 22 de l'aube 20 et le fond du logement 13. 30 Le canal de refroidissement permet de refroidir de manière efficace la partie inférieure 23 des pieds 22 des aubes 20, c'est-à-dire la partie radialement intérieure 23 du pied 22, qui est la plus proche du fond des rainures 13 du disque de rotor 10 comme représenté sur la figure 2. Au contraire, la partie supérieure du disque de rotor 10 en regard de la partie supérieure 24 du pied 22 de l'aube 20, c'est-à-dire la partie radialement 15 35
extérieure 24 du pied 22 qui est la plus proche de la plateforme 21 des aubes 20, n'est pas suffisamment refroidie, le flux d'air frais F ne circulant pas à proximité de la partie supérieure 24 du pied 22 de l'aube 20 et de la partie supérieure du disque de rotor 10.
Pour résoudre ce problème, on connaît la demande EP 1 464 792 Al qui enseigne une turbine basse pression pour un turbomoteur à gaz comprenant des logements radiaux formés dans le disque de rotor pour recevoir des pieds d'aubes. Pour permettre un refroidissement de la partie supérieure du pied de l'aube, le pied comprend un canal de ventilation interne, s'étendant radialement dans le pied et débouchant, d'une part, dans la paroi inférieure de la partie inférieure du pied et, d'autre part, dans la paroi latérale de la partie supérieure du pied de manière à permettre au flux d'air frais de refroidir le pied de manière interne. Autrement dit, chaque pied d'aube comprend un canal de ventilation interne agencé pour mettre en communication la partie inférieure du pied de l'aube avec sa partie supérieure.
Un canal de ventilation interne fragilise le pied de l'aube qui est soumis à des contraintes mécaniques et thermiques très importantes.
En outre, l'aube de la demande EP 1 464 792 Al nécessite un logement adapté pour permettre au flux d'air du canal de ventilation de refroidir la partie supérieure du disque de rotor. Une telle aube ne peut donc pas être utilisée pour les turbomoteurs déjà en circulation dont les logements sont de formes conventionnelles.
Afin d'éliminer au moins certains de ces inconvénients, l'invention concerne un élément d'interface, destiné à être monté entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube ménagé dans un disque de turbine d'un moteur à turbine à gaz, pour limiter les usures entre le pied et son logement, l'élément d'interface comprenant une paroi de fond, destinée à venir correspondre avec une partie inférieure du pied, et deux parois latérales supérieures, reliées à la paroi de fond, destinées à envelopper le pied de l'aube jusqu'à une partie supérieure du pied, caractérisé par le fait qu'au moins une première paroi latérale supérieure comprend au moins une ouverture de ventilation configurée pour permettre à un flux d'air de refroidissement circulant dans le logement du disque de rotor de circuler sur la partie supérieure du pied via ladite ouverture de ventilation.
Grâce à l'invention, l'élément d'interface remplit une double fonction. Il permet, d'une part, de limiter l'usure entre le pied et son logement, et, d'autre part, de refroidir la partie supérieure du disque de rotor qui est soumise à des températures élevées. Par ailleurs, la présence d'une ouverture de ventilation dans la paroi latérale supérieure permet de limiter la conduction thermique des calories de la partie supérieure du pied vers sa partie inférieure. Autrement dit, la présence d'ouverture de ventilation permet d'augmenter la résistance thermique de l'élément d'interface.
Par ailleurs, les dimensions globales de l'élément d'interface selon l'invention sont sensiblement identiques à celles d'un élément d'interface selon l'art antérieur. Un élément d'interface selon l'invention peut ainsi avantageusement être monté sur un moteur en circulation pour améliorer le refroidissement du pied d'aube.
La modification de l'élément d'interface pour améliorer le refroidissement permet de limiter la modification du rotor à une unique pièce, le disque de rotor ou l'aube n'étant avantageusement pas modifiés. Selon un aspect de l'invention, ladite ouverture de ventilation est rectiligne.
Selon un autre aspect de l'invention, ladite ouverture de ventilation 25 s'étend selon la hauteur de la première paroi latérale. De manière avantageuse, la partie inférieure du pied d'aube est en communication avec la partie supérieure du pied d'aube.
De préférence, ladite ouverture de ventilation s'étend sur 30% à 90% de 30 la hauteur de la première paroi latérale.
Selon un aspect de l'invention, la deuxième paroi latérale comporte une ouverture de ventilation ménagée en regard de l'ouverture de ventilation de ladite première paroi latérale. Ainsi, les deux parois latérales du pied d'aube sont 35 refroidies simultanément.20
Selon un autre aspect de l'invention, ladite paroi latérale supérieure comportant au moins deux ouvertures de ventilation, les dimensions des ouvertures de ventilation sont identiques.
L'invention concerne également un rotor d'un moteur à turbine à gaz comprenant un disque de rotor comprenant au moins un logement dans lequel est logé un pied d'une aube sur lequel est monté un élément d'interface présenté précédemment pour limiter les usures entre le pied et son logement.
De préférence, le pied possédant une forme en queue d'aronde, chaque paroi latérale supérieure comportant une portion de base, reliée à la paroi de fond, et une portion intermédiaire reliée à la portion de base par une portion courbe, ladite ouverture de ventilation est continue entre la portion de base et la portion intermédiaire de la première paroi latérale supérieure. La partie inférieure du pied d'aube est avantageusement en communication avec la partie supérieure du pied d'aube.
Selon un aspect, un flux d'air de refroidissement circulant, d'amont en aval, dans le logement du disque de rotor, l'ouverture de ventilation s'étend obliquement dans la paroi latérale supérieure d'une partie amont radialement intérieure vers une partie aval radialement extérieure de ladite paroi latérale supérieure. Ainsi, le flux d'air de refroidissement est dévié de manière oblique depuis la partie inférieure du pied vers sa partie supérieure.
Selon un autre aspect, un flux d'air de refroidissement circulant, d'amont en aval, dans le logement du disque de rotor, une paroi latérale supérieure de l'élément d'interface comportant au moins une ouverture amont et une ouverture aval de ventilation, les dimensions de l'ouverture amont sont plus importantes que les dimensions de l'ouverture aval. Le débit du flux d'air de refroidissement est plus important en amont, ce qui permet au flux d'air de refroidissement d'atteindre plus rapidement la partie supérieure du pied pour la refroidir lors de sa circulation d'amont en aval.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif dans lequel :
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un rotor d'un moteur à turbine à gaz dans lequel un pied d'aube, avec un élément d'interface selon l'art antérieur, est monté dans un logement d'un disque de rotor, la circulation d'un flux d'air de refroidissement selon l'art antérieur étant représentée (déjà commentée) ; - la figure 2 est une vue du pied de l'aube, avec l'élément d'interface selon l'art antérieur, monté dans le logement du disque de rotor (déjà commentée) ; - la figure 3 est une représentation en perspective d'un élément d'interface selon l'invention ; - la figure 4 est une vue en en perspective d'un rotor d'un moteur à turbine à gaz dans lequel un pied d'aube, avec un élément d'interface selon l'invention, est monté dans un logement d'un disque de rotor, le disque de rotor étant représenté en transparence ; et - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du rotor de la figure 4, la circulation d'un flux d'air de refroidissement selon l'invention étant représentée.
Un élément d'interface 50 destiné à être monté entre un pied 22 d'une 20 aube 20 et un logement 13 du pied 22 d'aube 20 ménagé dans un disque de turbine 10 d'un moteur à turbine à gaz est représenté en référence à la figure 3.
L'élément d'interface 50, de préférence en métal, comprend une paroi de fond 52, destinée à être en contact avec une partie inférieure 23 du pied 22, et 25 deux parois latérales supérieures 51, 53, reliées à la paroi de fond 52, destinées à envelopper le pied 22 de l'aube 20 jusqu'à une partie supérieure 24 du pied 22. Lorsque l'élément d'interface 50 est monté sur le pied de l'aube 20, il permet de limiter les usures entre le pied 22 et son logement 13.
30 Par la suite, les termes «gauche » et « droite» sont définis par rapport à la figure 4 représentant l'élément d'interface 50 en position montée dans un rotor de turbine selon l'invention, seule la paroi latérale gauche 53 étant visible sur la figure 4.
35 Toujours en référence à la figure 4, le rotor de turbine comprend un disque de rotor 10, s'étendant dans un plan radial par rapport à l'axe du moteur, qui comporte une pluralité de logements radiaux 13 ménagés à la périphérie du
disque de rotor 10. Ces logements 13 sont connus de l'homme du métier sous la désignation alvéole. Des aubes radiales 20 sont montées dans le disque de rotor 10 de manière à être entraînées en rotation par le disque de rotor 10. A cet effet, chaque aube 20 comprend une tête destinée à accélérer un flux d'air chaud circulant dans le moteur et un pied 22 destiné à être monté dans le disque de rotor 10.
Dans cet exemple, chaque pied 22 d'aube 20 est retenu radialement dans son logement 13 par sa section bulbeuse, dite en queue d'aronde, le logement 13 ayant une forme complémentaire à celle du pied 22 de l'aube 20. Il va de soi que les logements 13 du disque de turbine 10 et les pieds 22 des aubes 20 peuvent être de formes diverses, l'important étant que le pied 22 coopère avec son logement 13 par complémentarité de formes de manière à assurer un maintien radial de l'aube 20 par rapport au disque de turbine 10.
Dans cet exemple, en référence à la figure 3, chaque paroi latérale 51, 53 de l'élément d'interface 50 comprend consécutivement, une portion rectiligne de base 54, reliée à la paroi de fond 52, une portion rectiligne intermédiaire 55 et une portion rectiligne libre 56, la portion rectiligne intermédiaire 55 étant reliée à la portion de base 54 et à la portion libre 56 par des portions courbes. Autrement dit, chaque paroi latérale 51, 53 présente deux points d'inflexion de manière à permettre d'envelopper le pied d'aube 22 en queue d'aronde.
Comme représenté sur la figure 4, le pied 22 de l'aube 20 comporte une partie inférieure 23, radialement intérieure, et une partie supérieure 24, radialement extérieure de section plus faible que la section de sa partie inférieure 23. L'élément d'interface 50 est agencé pour envelopper le pied 22 de l'aube 20 en recouvrant sa surface latérale gauche, sa surface inférieure et sa surface latérale droite de manière à empêcher que le pied de l'aube 20 soit en contact direct avec la surface intérieure du logement 13 du disque de turbine 10. A cet effet, l'élément d'interface 50 possède sensiblement la même longueur longitudinale que le pied de l'aube 20 auquel il est destiné.
Les parois latérales 51, 53 de l'élément d'interface 50 s'étendent radialement jusqu'à la partie supérieure 24 du pied 22 d'aube. Autrement dit, l'extrémité libre de chaque paroi latérale 51, 53 de l'élément d'interface 50 s'étend jusqu'à la périphérie du disque de rotor 10 pour protéger toute la surface
latérale du pied d'aube 20. La portion de base 54 de chaque paroi latérale 51, 53 recouvre la partie inférieure 23 du pied d'aube 22 tandis que la portion intermédiaire 55 de chaque paroi latérale 51, 53 recouvre la partie supérieure 24 du pied d'aube 20. Comme indiqué précédemment, du fait de la circulation d'un flux d'air chaud à proximité de la tête de l'aube 20, la température de la partie supérieure 24 du pied 22 de l'aube 20 est supérieure à celle de sa partie inférieure 23.
10 En référence à la figure 5, un flux d'air de refroidissement F circule d'amont en aval dans les logements 13 du disque de turbine 10 de manière à refroidir l'élément d'interface 50 par conduction thermique. Selon l'invention, les parois latérales 51, 53 de l'élément d'interface 50 sont ajourées de manière à permettre la circulation du flux d'air de refroidissement F sur la surface latérale 15 du pied d'aube 22 tout en évitant les frictions entre ledit pied d'aube 22 et son logement 13.
De manière avantageuse, l'élément d'interface ajouré 50 permet également d'augmenter sa résistance thermique en limitant la conduction de la 20 chaleur depuis la partie supérieure 24 du pied d'aube 22 vers sa partie inférieure 23.
En référence à la figure 3, les parois latérales supérieures droite 51 et gauche 53 comprennent chacune trois ouvertures de ventilation 57 configurées 25 pour permettre au flux d'air de refroidissement F circulant dans le logement 13 du disque de rotor 10 de refroidir la partie supérieure 24 du pied 22 via lesdites ouvertures de ventilation 57.
L'invention est présentée, dans cet exemple, avec trois ouvertures de 30 ventilation 57 ménagées dans chacune des parois latérales supérieures 51, 53 de l'élément d'interface 50 mais l'invention vise également tout élément d'interface 50 comprenant au moins une ouverture de ventilation 57 dans au moins une paroi latérale supérieure 51, 53. En particulier, l'invention vise un élément d'interface avec une unique ouverture de ventilation 57 ménagée dans une seule paroi 35 latérale supérieure 51, 53.5
Dans cet exemple, en référence à la figure 3, chaque ouverture de ventilation 57 d'une même paroi latérale 51, 53 s'étend de manière continue de la portion de base 54 à la portion intermédiaire 55 de ladite paroi latérale 51, 53. Ainsi, chaque ouverture de ventilation 57 permet de mettre en communication la partie inférieure 23 du pied d'aube 22 (en contact avec la portion de base 54) avec sa partie supérieure 24 (en contact avec la portion intermédiaire 55). Le flux d'air de refroidissement permet de refroidir la partie supérieure 24 du pied d'aube 22 ainsi que la partie supérieure du disque de rotor 10 qui est exposée thermiquement.
Il va de soi qu'une ouverture de ventilation 57 pourrait s'étendre sur une unique portion rectiligne de chaque paroi latérale 51, 53, sur deux portions consécutives ou sur les trois. De plus, une ouverture de ventilation 57 pourrait également s'étendre dans une paroi latérale 51, 53 et dans la paroi de fond 52.
Dans cet exemple, les ouvertures de ventilation 57 d'une même paroi latérale 51, 53 sont parallèles les unes avec les autres. Autrement dit, les ouvertures dans chacune des portions 54, 55, 56 de ladite paroi latérale 51, 53 sont parallèles les unes aux autres. De plus, les ouvertures de ventilation 57 d'une même paroi latérale 51, 53 sont régulièrement espacées les unes par rapport aux autres. La forme des ouvertures de ventilation 57 ainsi que leur répartition permet de refroidir la partie supérieure de manière homogène sur toute la longueur longitudinale du pied d'aube 22.
Les ouvertures de ventilation 57 sont ici sensiblement radiales dans les parois latérales 51, 53 de l'élément d'interface 50. En d'autres termes, chaque ouverture de ventilation 57 appartient à un plan transversal à l'axe du moteur.
Il va de soi que les ouvertures pourraient également s'étendre obliquement dans une paroi latérale 51, 53, de préférence, d'une partie amont radialement intérieure vers une partie aval radialement extérieure de ladite paroi latérale supérieure 51, 53. Avec de telles ouvertures de ventilation obliques 57, le flux d'air de refroidissement F est conduit avec un débit élevé depuis la partie inférieure 23 vers la partie supérieure 24 ce qui améliore les transferts par conduction thermique.
Dans cet exemple, les ouvertures de ventilation 57 ont sensiblement les mêmes dimensions mais ces dernières pourraient être différentes. En particulier, selon une forme de réalisation non représentée de l'invention, les dimensions des ouvertures de ventilation 57 sont plus importantes dans la partie amont de l'élément d'interface 50 que dans sa partie aval.
Ainsi, un flux d'air de refroidissement de débit plus important circule dans les ouvertures de ventilation amont ce qui permet au flux d'air F d'échanger des calories avec la partie supérieure 24 du pied 22 par conduction thermique en circulant longitudinalement d'amont en aval entre la surface intérieure de la rainure 13 et la partie supérieure 24 du pied.
En référence à la figure 3, l'élément d'interface 50 présente un plan de symétrie P s'étendant dans sa longueur perpendiculairement à sa paroi de fond 52 de manière à ce que la paroi latérale droite 51 soit symétrique de la paroi latérale gauche 53 par rapport au plan de symétrie P. Les ouvertures de ventilation 57 de la paroi latérale gauche 53 sont en regard des ouvertures de ventilation 57 de la paroi latérale droite 54. En position montée, le plan de symétrie P est un plan longitudinal passant par l'axe du moteur.
Lorsque l'élément d'interface 50 est monté sur le pied d'aube 22, la surface latérale gauche du pied d'aube 22 est partiellement visible via les ouvertures de ventilation 57 comme représenté sur la figure 4. En particulier, la surface latérale de la partie inférieure 23 et de la partie supérieure 24 du pied d'aube 22 sont visibles, chaque ouverture de ventilation 57 formant un canal de refroidissement agencé pour conduire le flux d'air de refroidissement depuis la partie inférieure 23 du pied 22 vers la partie supérieure 24.
Bien que l'élément d'interface 50 comporte des ouvertures de ventilation 57, cela n'affecte pas sa fonction d'interface entre le pied 22 et son logement 13, le pied de l'aube 22 n'étant jamais en contact direct avec la surface intérieure du logement 13. De préférence, une paroi latérale 51, 53 de l'élément d'interface 50 n'est pas ajourée à plus de 40% de sa surface totale.
La circulation du flux d'air de refroidissement F dans le rotor va être détaillée en référence à la figure 5.
Un flux d'air de refroidissement d'entrée F est introduit en amont du logement 13 et se divise, d'une part, en un flux d'air de refroidissement principal F1, circulant longitudinalement d'amont en aval dans le logement 13 pour s'échapper à hauteur radiale de la partie inférieure 23 du pied d'aube 22, et, d'autre part, en une pluralité de flux élémentaires circulant radialement vers l'extérieur dans les canaux de refroidissement formés entre les ouvertures de ventilation 57 de l'élément d'interface 50 et la surface intérieure du logement 13.
Les flux élémentaires débouchent à hauteur radiale de la partie supérieure 24 du pied d'aube 22 pour être ensuite entraînés longitudinalement, d'amont vers l'aval, la pluralité des flux élémentaires formant un flux de refroidissement auxiliaire F2 représenté sur la figure 5. Les flux élémentaires refroidissent la partie supérieure 24 par conduction thermique aussi bien lors de leur circulation radiale que lors de leur circulation longitudinale d'amont en aval.
Grâce à cette mise en oeuvre de l'invention, la partie supérieure 24 du pied d'aube 22 est avantageusement refroidie par un flux de refroidissement auxiliaire F2 sans modifier ni l'aube 20, ni le disque de rotor 10. L'élément d'interface 50 peut ainsi être utilisé pour des moteurs actuellement en circulation pour améliorer le refroidissement des aubes 20.
De manière avantageuse, lorsque les dimensions des ouvertures de ventilation 57 sont plus importantes dans la partie amont de l'élément d'interface 50 que dans sa partie aval, le débit du flux de refroidissement auxiliaire F2 est plus important en amont de la partie supérieure 24 ce qui améliore le refroidissement des aubes.
L'élément d'interface 50 qui était auparavant considéré uniquement comme un élément d'usure forme, selon l'invention, une canalisation de refroidissement pour permettre au flux d'air de refroidissement F d'atteindre la partie supérieure 24 du pied d'aube 22.

Claims (10)

  1. Revendications1. Elément d'interface (50), destiné à être monté entre un pied (22) d'une aube (20) et un logement (13) du pied (22) d'aube (20) ménagé dans un disque de turbine (10) d'un moteur à turbine à gaz, pour limiter les usures entre le pied (22) et son logement (13), l'élément d'interface (50) comprenant une paroi de fond (52), destinée à venir correspondre avec une partie inférieure (23) du pied (22), et deux parois latérales supérieures (51, 53), reliées à la paroi de fond (52), destinées à envelopper le pied (22) de l'aube jusqu'à une partie supérieure (24) du pied (22), caractérisé par le fait qu'au moins une première paroi latérale supérieure (51, 53) comprend au moins une ouverture de ventilation (57) configurée pour permettre à un flux d'air de refroidissement (F), circulant dans le logement (13) du disque de rotor (10), de circuler sur la partie supérieure (24) du pied (22) via ladite ouverture de ventilation (57).
  2. 2. Elément d'interface selon la revendication 1, dans lequel ladite ouverture de ventilation (57) est rectiligne.
  3. 3. Elément d'interface selon l'une des revendications 1 à 2, dans lequel ladite ouverture de ventilation (57) s'étend selon la hauteur de la première paroi latérale (51, 53).
  4. 4. Elément d'interface selon la revendication 3, dans lequel ladite ouverture de ventilation (57) s'étend sur 30% à 90% de la hauteur de la première paroi latérale (51, 53).
  5. 5. Elément d'interface selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel la deuxième paroi latérale (51, 53) comporte une ouverture de ventilation (57) ménagée en regard de l'ouverture de ventilation (57) de ladite première paroi latérale (51, 53).
  6. 6. Elément d'interface selon l'une des revendications 1 à 5, dans laquelle, ladite paroi latérale supérieure (51, 53) comportant au moins deux ouvertures de ventilation (57), les dimensions des ouvertures de ventilation (57) sont identiques.
  7. 7. Rotor d'un moteur à turbine à gaz comprenant un disque de rotor (10) comprenant au moins un logement (13) dans lequel est logé un pied (22) d'une aube (20) sur lequel est monté un élément d'interface (50) selon l'une des revendications 1 à 6 pour limiter les usures entre le pied (22) et son logement (13).
  8. 8. Rotor selon la revendication 7, dans lequel, le pied (22) possédant une forme en queue d'aronde, chaque paroi latérale supérieure (51, 53) comportant une portion de base (54), reliée à la paroi de fond (52), et une portion intermédiaire (55) reliée à la portion de base (54) par une portion courbe, ladite ouverture de ventilation (57) est continue entre la portion de base (54) et la portion intermédiaire (55) de la première paroi latérale supérieure (51, 53).
  9. 9. Rotor selon l'une des revendications 7 à 8, dans lequel, un flux d'air de refroidissement (F) circulant, d'amont en aval, dans le logement (13) du disque de rotor (10), l'ouverture de ventilation (57) s'étend obliquement dans la paroi latérale supérieure (51, 53) d'une partie amont radialement intérieure vers une partie aval radialement extérieure de ladite paroi latérale supérieure (51, 53).
  10. 10. Rotor selon l'une des revendications 7 à 9, dans lequel, un flux d'air de refroidissement (F) circulant, d'amont en aval, dans le logement (13) du disque de rotor (10), une paroi latérale supérieure (51, 53) de l'élément d'interface (50) comportant au moins une ouverture amont (57) et une ouverture aval de ventilation (57), les dimensions de l'ouverture amont (57) sont plus importantes que les dimensions de l'ouverture aval (57).
FR1053184A 2010-04-26 2010-04-26 Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface Active FR2959271B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1053184A FR2959271B1 (fr) 2010-04-26 2010-04-26 Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface
PCT/FR2011/050913 WO2011135234A2 (fr) 2010-04-26 2011-04-20 Elément d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un élément d'interface
US13/643,569 US9103220B2 (en) 2010-04-26 2011-04-20 Interface element between a blade root and a blade root housing of a turbine disc, and turbine rotor comprising an interface element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1053184A FR2959271B1 (fr) 2010-04-26 2010-04-26 Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2959271A1 true FR2959271A1 (fr) 2011-10-28
FR2959271B1 FR2959271B1 (fr) 2012-09-28

Family

ID=43087095

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1053184A Active FR2959271B1 (fr) 2010-04-26 2010-04-26 Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9103220B2 (fr)
FR (1) FR2959271B1 (fr)
WO (1) WO2011135234A2 (fr)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014084949A2 (fr) 2012-09-14 2014-06-05 United Technologies Corporation Relief de cale de fixation de pale cmc
WO2015108616A1 (fr) * 2014-01-16 2015-07-23 General Electric Company Cale de réduction de contrainte de pied de pale composite
CN109798153A (zh) * 2019-03-28 2019-05-24 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2953555B1 (fr) * 2009-12-07 2012-04-06 Snecma Ensemble d'un jonc de retenue et d'un flasque de maintien dudit jonc
FR2981132B1 (fr) * 2011-10-10 2013-12-06 Snecma Ensemble pour turbomachine a refroidissement de disque
FR3005684B1 (fr) * 2013-05-17 2015-06-05 Snecma Pivot de pale d'helice
FR3055654B1 (fr) * 2016-09-08 2019-11-08 Safran Aircraft Engines Rotor de turbine a viroles de separation d'air pour le refroidissement de parties de couplage d'aubes et de disques, pour une turbomachine
GB201700535D0 (en) * 2017-01-12 2017-03-01 Rolls Royce Plc Thermal shielding in a gas turbine
US10865646B2 (en) 2017-05-04 2020-12-15 Rolls-Royce Corporation Turbine assembly with auxiliary wheel
US10774678B2 (en) 2017-05-04 2020-09-15 Rolls-Royce Corporation Turbine assembly with auxiliary wheel
US10968744B2 (en) 2017-05-04 2021-04-06 Rolls-Royce Corporation Turbine rotor assembly having a retaining collar for a bayonet mount
US11286796B2 (en) 2019-05-08 2022-03-29 Raytheon Technologies Corporation Cooled attachment sleeve for a ceramic matrix composite rotor blade
DE102019215220A1 (de) * 2019-10-02 2021-04-08 MTU Aero Engines AG System mit einer Laufschaufel für eine Gasturbine mit einem einen Dichtungsabschnitt aufweisenden Schaufelfußschutzblech

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2779565A (en) * 1948-01-05 1957-01-29 Bruno W Bruckmann Air cooling of turbine blades
FR2105791A5 (fr) * 1970-09-25 1972-04-28 Gen Electric
JPS6241902A (ja) * 1985-08-15 1987-02-23 Hitachi Ltd ガスタ−ビン用動翼構造
JPS63173801A (ja) * 1987-01-12 1988-07-18 Toshiba Corp ガスタ−ビン
US5003766A (en) * 1984-10-10 1991-04-02 Paul Marius A Gas turbine engine
JPH07189606A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Toshiba Corp ガスタービン動翼およびその動翼製造用繊維強化セラミックス基複合材料ならびにガスタービン動翼の製造方法
JPH09250303A (ja) * 1996-03-12 1997-09-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd タービン動翼植込部の緩衝材

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0307043D0 (en) 2003-03-26 2003-04-30 Rolls Royce Plc A method of and structure for enabling cooling of the engaging firtree features of a turbine disk and associated blades

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2779565A (en) * 1948-01-05 1957-01-29 Bruno W Bruckmann Air cooling of turbine blades
FR2105791A5 (fr) * 1970-09-25 1972-04-28 Gen Electric
US5003766A (en) * 1984-10-10 1991-04-02 Paul Marius A Gas turbine engine
JPS6241902A (ja) * 1985-08-15 1987-02-23 Hitachi Ltd ガスタ−ビン用動翼構造
JPS63173801A (ja) * 1987-01-12 1988-07-18 Toshiba Corp ガスタ−ビン
JPH07189606A (ja) * 1993-12-28 1995-07-28 Toshiba Corp ガスタービン動翼およびその動翼製造用繊維強化セラミックス基複合材料ならびにガスタービン動翼の製造方法
JPH09250303A (ja) * 1996-03-12 1997-09-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd タービン動翼植込部の緩衝材

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014084949A2 (fr) 2012-09-14 2014-06-05 United Technologies Corporation Relief de cale de fixation de pale cmc
EP2895700A4 (fr) * 2012-09-14 2016-04-20 United Technologies Corp Relief de cale de fixation de pale cmc
US9410439B2 (en) 2012-09-14 2016-08-09 United Technologies Corporation CMC blade attachment shim relief
EP3269935A1 (fr) * 2012-09-14 2018-01-17 United Technologies Corporation Soulagement de cale de fixation de lame en cmc
WO2015108616A1 (fr) * 2014-01-16 2015-07-23 General Electric Company Cale de réduction de contrainte de pied de pale composite
US10837457B2 (en) 2014-01-16 2020-11-17 General Electric Company Composite blade root stress reducing shim
CN109798153A (zh) * 2019-03-28 2019-05-24 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构
CN109798153B (zh) * 2019-03-28 2023-08-22 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 一种应用于船用燃气轮机涡轮轮盘的冷却结构

Also Published As

Publication number Publication date
FR2959271B1 (fr) 2012-09-28
WO2011135234A3 (fr) 2011-12-29
US20130078101A1 (en) 2013-03-28
WO2011135234A2 (fr) 2011-11-03
US9103220B2 (en) 2015-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2959271A1 (fr) Element d'interface entre un pied d'une aube et un logement du pied d'aube d'un disque de turbine, rotor de turbine comprenant un element d'interface
CA2228786C (fr) Systeme de ventilation des plates-formes des aubes mobiles
CA2569563C (fr) Aube de turbine a refroidissement et a duree de vie ameliores
CA2652679C (fr) Aubes pour roue a aubes de turbomachine avec rainure pour le refroidissement
FR3046811A1 (fr) Aube directrice de sortie pour turbomachine d'aeronef, presentant une fonction amelioree de refroidissement de lubrifiant
FR3049644A1 (fr) Aube directrice de sortie pour turbomachine d'aeronef, presentant une fonction amelioree de refroidissement de lubrifiant a l'aide d'une matrice de conduction thermique logee dans un passage interieur de l'aube
EP3049636B1 (fr) Ensemble rotatif pour turbomachine
CA2882320A1 (fr) Rotor de turbine pour une turbomachine
FR2989110A1 (fr) Aube de stator formee par un ensemble de parties d'aube
FR2933732A1 (fr) Joint d'etancheite elastique pour fente de rotor et procede de scellement etanche
FR2966195A1 (fr) Ensemble d'etancheite pour turbomachine
WO2013150248A1 (fr) Aubage de redressement de sortie
FR2940351A1 (fr) Rotor de turbine d'un moteur a turbine a gaz comprenant un disque de rotor et un flasque d'etancheite
FR2933731A1 (fr) Systeme de secellement etanche avec plaque de pivot et joint d'etancheite a cable.
WO2011069940A1 (fr) Ensemble d'un jonc de retenue et d'un flasque de maintien dudit jonc
FR2993599A1 (fr) Disque labyrinthe de turbomachine
FR2550275A1 (fr)
EP1630351A1 (fr) Aube de compresseur ou de turbine à gaz
EP3673154A1 (fr) Conduit de décharge d'un moyeu de carter intermédiaire pour turboréacteur d'aéronef comportant des canaux de refroidissement
FR3029242A1 (fr) Aube de turbomachine, comprenant des cloisons entrecroisees pour la circulation d'air en direction du bord de fuite
FR2965843A1 (fr) Rotor pour turbomachine
FR2992018A1 (fr) Montage d'un distributeur de turbine haute-pression sur une chambre a combustion d'une turbomachine
FR3092612A1 (fr) Système de refroidissement d’anneau de retenue axiale d’aubes de turbine pour turbomachine d’aéronef
FR3075255A1 (fr) Aube de turbomachine
FR2978200A1 (fr) Diffuseur d'echappement de turbine basse pression avec turbulateurs

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8

CD Change of name or company name

Owner name: SNECMA, FR

Effective date: 20170713

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15