FR2980234A1

FR2980234A1 - Aube pour turbomachine avec lechettes d'etancheite

Info

Publication number: FR2980234A1
Application number: FR1158265A
Authority: FR
Inventors: Raphael Dupeyre; Alexis Cormier
Original assignee: SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-03-22
Anticipated expiration: 2031-09-16
Also published as: FR2980234B1

Abstract

L'invention concerne une aube (1) de turbomachine comportant une extrémité périphérique externe (2) pourvue d'un talon (3) , le talon (3) s'étendant suivant un axe de référence (5), le talon comportant un côté intrados (8) et un côté extrados (7), le talon (3) étant pourvu de deux léchettes d'étanchéité (9, 10), chaque léchette d'étanchéité (9, 10) étant disposée transversalement par rapport à l'axe de référence (5), chaque léchette d'étanchéité (9, 10) comportant : - deux parois transversales (14, 15, 16, 17) s'étendant de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe de référence (5), - deux portions d'extrémité, une des deux portions d'extrémité se trouvant du côté intrados (8), l'autre des deux portions d'extrémité se trouvant du côté extrados (7), caractérisée en ce que, pour chacune des deux léchettes d'étanchéité (9, 10), les deux portions d'extrémité sont sensiblement perpendiculaires aux deux parois transversales (14, 15, 16, 17).

Description

AUBE POUR TURBOMACHINE AVEC LECHETTES D'ETANCHEITE DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une aube pour turbomachine qui est pourvue d'au moins deux léchettes d'étanchéité. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEUR Dans les turbomachines, il existe généralement un jeu entre le sommet des aubes mobiles et le stator qui les entoure de façon à permettre la rotation des aubes. En fonctionnement, des frottements entre les aubes et le stator peuvent apparaitre, notamment du fait des dilatations thermiques différentielles entre le rotor et le stator et des contraintes mécaniques qui s'exercent sur les pièces mobiles du rotor ou sur les pièces fixes du stator associé. Ces frottements peuvent conduire à des détériorations au niveau des extrémités des aubes et/ou de la surface du stator. C'est pourquoi, pour diminuer ces frottements, il est connu de placer des garnitures d'étanchéité et d'usure formées de matériaux "abradables" sur les surfaces internes du stator en regard des aubes mobiles. Les aubes sont alors munies de léchettes d'étanchéité sur leur périphérie qui sont destinées à coopérer avec les garnitures abradables des surfaces internes du stator. De telles léchettes d'étanchéité sont par exemple décrites dans le document FR2825411.

Toutefois, ces léchettes d'étanchéité sont difficiles à fabriquer, notamment du fait de la présence d'arêtes aigues à l'extrémité de ces léchettes d'étanchéité. Cette difficulté de fabrication a encore été augmentée du fait de l'apparition de léchettes inclinées, qui amplifie le phénomène des arrêtes aigues. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique en proposant une aube de turbomachine pourvue de léchettes d'étanchéité qui soit plus facile à fabriquer que celles de l'art antérieur, tout en étant aussi performantes que celles de l'art antérieur.

L'invention vise également à proposer des aubes de turbomachines plus faciles à fabriquer mais qui présentent un centre de gravité proche du centre de gravité des aubes de l'art antérieur. Pour ce faire, est proposé selon un premier aspect de l'invention, une aube de s turbomachine comportant une extrémité périphérique externe pourvue d'un talon, le talon s'étendant suivant un axe de référence, le talon comportant un côté intrados et un côté extrados, le talon étant pourvu de deux léchettes d'étanchéité, chaque léchette d'étanchéité étant disposée transversalement par rapport à l'axe de référence, chaque léchette d'étanchéité comportant : 10 - deux parois transversales s'étendant de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe de référence, - deux portions d'extrémité, une des deux portions d'extrémité se trouvant du côté intrados, l'autre des deux portions d'extrémité se trouvant du côté extrados, les portions d'extrémité étant telles que, pour chacune des 15 deux léchettes d'étanchéité, les deux portions d'extrémité sont sensiblement perpendiculaires aux deux parois transversales. Le fait d'avoir pour chacune des deux portions d'extrémité des deux léchettes, des arêtes droites et non plus aigues permet de faciliter la fabrication du talon de l'aube par fonderie. 20 En outre, le fait d'avoir des angles droits et non plus aigus à l'intersection entre les léchettes d'étanchéité et les côtés du talon permet d'éviter que les opérateurs ne se blessent lorsqu'ils manipulent les aubes. L'aube selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous prises individuellement ou selon toutes les combinaisons 25 techniquement possibles. Selon un mode de réalisation préférentiel, le côté intrados comporte une découpe, la découpe étant entièrement incluse entre les deux portions d'extrémité se trouvant côté intrados. Ainsi, le fait de ne pas placer les portions d'extrémité des léchettes dans la zone du côté intrados dans laquelle est effectuée la découpe permet d'éviter d'avoir des arêtes aigues et donc cela permet d'avoir des talons d'aubes plus faciles à réaliser. Avantageusement, la découpe comporte une première et une deuxième face, la première et la deuxième face étant sécantes suivant un angle supérieur ou égal à s 60°. Une telle découpe permet de pouvoir déposer facilement dans la découpe un matériau stellité de façon à ce que ce talon d'aube s'emboîte dans un talon d'aube analogue et qu'il résiste aux frottements. Ainsi, la découpe selon l'invention présente le même angle au sommet que celles de l'art antérieur, toutefois au moins une des faces de la découpe est raccourcie par rapport à ce qui se faisait dans l'art antérieur, 10 de façon à ce que la portion d'extrémité côté intrados d'une des léchettes d'étanchéité ne se trouve pas sur une des faces de la découpe, mais sur une partie du côté intrados qui est sensiblement perpendiculaire aux parois transversales de la léchette d'étanchéité. Avantageusement, les deux léchettes d'étanchéité sont disposées de manière 15 sensiblement perpendiculaire à l'axe de référence, la première face de la découpe formant un angle de 60° avec l'axe de référence, ce qui permet de rendre le talon d'aube plus résistant mécaniquement. Selon un mode de réalisation préférentiel, le côté intrados comporte une protubérance qui présente une face commune avec la découpe. Cette face 20 commune est de préférence la première face. Avantageusement, la protubérance est entièrement incluse entre les deux portions d'extrémité se trouvant côté intrados, de façon à ce que les portions d'extrémité des léchettes ne se trouvent pas sur les parois de la protubérance. Ainsi, les portions d'extrémité sont sensiblement perpendiculaires aux parois transversales des 25 léchettes. Avantageusement, le côté extrados présente une forme complémentaire de la forme du côté intrados, de façon à ce que le côté intrados d'une première aube selon l'invention s'emboîte dans le côté extrados d'une deuxième aube selon l'invention qui est adjacente à la première aube.

Selon un mode de réalisation préférentiel, les deux léchettes d'étanchéité sont sensiblement parallèles. Un deuxième aspect de l'invention concerne un rotor pour turbomachine comportant une aube de turbomachine selon le premier aspect de l'invention.

Un troisième aspect de l'invention concerne une turbomachine comportant un tel rotor. BREVES DESCRIPTION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description détaillée qui suit, en référence aux figures annexées, qui illustrent : - La figure 1, une vue en perspective d'une aube selon un mode de réalisation de l'invention ; - La figure 2, une vue de dessus de l'aube de la figure 1 ; - La figure 3, une vue de dessus de l'aube de la figure 1 superposée à une aube de l'art antérieur.

Pour plus de clarté, les éléments identiques ou similaires sont repérés par des signes de références identiques sur l'ensemble des figures. DESCRIPTION DETAILLEE D'AU MOINS UN MODE DE REALISATION La figure 1 représente une aube 1 selon un mode de réalisation de l'invention.

L'aube 1 s'étend suivant un axe de référence 4. L'aube 1 comporte une première extrémité périphérique externe 2 pourvue d'un talon 3. Le talon 3 s'étend suivant un axe de référence 5 sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal 4. Le talon 3 comporte une base 6 qui s'étend parallèlement à l'axe de référence 4. La base 6 comporte un côté extrados 7 et un côté intrados 8. Les côtés extrados 7 et intrados 8 s'étendent chacun sensiblement parallèlement à l'axe de référence 5. Le talon 3 comporte également deux léchettes d'étanchéité 9, 10 qui font saillie de la base 6. Chaque léchette d'étanchéité 9, 10 est en saillie depuis la base 6 de manière sensiblement parallèle à l'axe longitudinal 4. Par ailleurs, chaque léchette 9, 10 s'étend de préférence transversalement par rapport à l'axe de référence 5, c'est-à- dire que chaque léchette s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe de référence 5. Chaque léchette d'étanchéité 9, 10 comporte deux parois transversales 14, 15, 16, 17. Chaque paroi transversale 14, 15, 16, 17 s'étend de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe de référence 5. Par ailleurs, chaque léchette d'étanchéité 9, comporte deux portions d'extrémité 18, 19 et 20, 21. Chaque léchette d'étanchéité 9, 10 comporte une portion d'extrémité 18, 20 située du côté intrados 8, et une portion d'extrémité 19, 21 située du côté extrados 7. La base 6 comporte une partie centrale 11 et deux béquets 12, 13 disposés de part 10 et d'autre de la partie centrale 11. La partie centrale 11 comporte sur son côté intrados 8 une découpe 22. Cette découpe 22 comporte une première face 23 et une deuxième face 24. La première face 23 et la deuxième face 24 forment un angle a entre elles supérieur ou égal à 60°. Le côté intrados 8 comporte également une protubérance 25 qui est formée par la première face 23 et par une troisième face 26.

La première face 23 forme un angle p. avec un axe transversal 28 perpendiculaire à l'axe de référence 5. Le côté extrados 7 présente une forme complémentaire de celle du côté intrados 8, de sorte que lorsque le côté extrados 7 d'une aube est placé à côté du côté intrados 8 d'une autre aube, ces deux côtés s'emboîtent l'un dans l'autre. Ainsi, le côté extrados 7 comporte également une découpe 29, qui présente une forme complémentaire de la protubérance 25 du côté intrados, et une protubérance 30, qui présente une forme complémentaire de la découpe 22 du côté intrados. La partie centrale 11, qui comporte les découpes 22, 29 et les protubérances 25, 30, est entièrement incluse entre les deux léchettes 9, 10.

Les deux béquets 12, 13 comportent eux chacun des parois sensiblement parallèles à l'axe de référence 5. Les portions d'extrémité 18, 19, 20, 21 des léchettes d'étanchéité 9, 10 sont situées au niveau des béquets 12, 13, de sorte que les portions d'extrémité 18, 19, 20, 21 sont sensiblement parallèles à l'axe de référence 5. Ainsi, les portions d'extrémité 18, 19, 20, 21 sont sensiblement perpendiculaires aux parois transversales 14, 15, 16, 17 des léchettes d'étanchéité. Ainsi, entre une portion d'extrémité 18, 19, 20 ou 21 d'une des léchettes d'étanchéité, et une paroi transversale 14, 15, 16 ou 17 de la même léchette d'étanchéité, il existe un angle droit, ce qui permet de faciliter la fabrication du talon par fonderie.

En effet, les portions d'extrémité 18, 19, 20, 21 des léchettes d'étanchéité 9, 10 sont alignées avec les parties 39, 40, 41, 42 des côtés intrados et extrados au niveau desquelles les léchettes se trouvent. Par conséquent, le fait que les parties 39, 40, 41, 42 des côtés intrados et extrados au niveau desquelles les léchettes d'étanchéité se trouvent soient sensiblement perpendiculaires aux parois transversales 14, 15, 16, 17 des léchettes d'étanchéité permet d'avoir des angles droits entre les portions d'extrémité et les parois transversales des léchettes d'étanchéité. Ainsi, comme on peut le voir sur la figure 3, le talon de l'aube selon l'invention est identique au talon d'une aube de l'art antérieur, à l'exception des parois latérales 31, 32, 33, 34 des béquets 12, 13, qui sont prolongées en direction de la partie centrale 11 du talon de façon à ce que les parties des côtés intrados 8 et extrados 7 qui se trouvent au niveau des léchettes d'étanchéité 9, 10 soient perpendiculaires aux parois transversales 14, 15, 16, 17, 18 de ces léchettes d'étanchéité, tandis que l'art antérieur, les parois latérales 35, 36, 37, 38 des côtés intrados et extrados qui se trouvaient au niveau des léchettes d'étanchéité étaient inclinées par rapport aux parois transversales des léchettes d'étanchéité. Par contre, selon l'invention, les découpes et les protubérances des côtés intrados et extrados du talon présentent sensiblement la même géométrie que dans l'art antérieur et les léchettes d'étanchéité ont exactement la même position sur le talon que dans l'art antérieur, de sorte que le centre de gravité G1 du talon selon l'invention est quasiment au même endroit que le centre de gravité G2 d'un talon selon l'art antérieur, de façon à ne pas déséquilibrer l'aube lors de sa rotation. Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention.30

Claims

REVENDICATIONS1. Aube (1) de turbomachine comportant une extrémité périphérique externe (2) pourvue d'un talon (3) , le talon (3) s'étendant suivant un axe de référence (5), le talon comportant un côté intrados (8) et un côté extrados (7), le talon (3) étant pourvu de deux léchettes d'étanchéité (9, 10), chaque léchette d'étanchéité (9, 10) étant disposée transversalement par rapport à l'axe de référence (5), chaque léchette d'étanchéité (9, 10) comportant : - deux parois transversales (14, 15, 16, 17) s'étendant de manière sensiblement perpendiculaire à l'axe de référence (5), - deux portions d'extrémité (18, 19, 20, 21), une des deux portions d'extrémité (18, 20) se trouvant du côté intrados (8), l'autre des deux portions d'extrémité (19, 21) se trouvant du côté extrados (7), caractérisée en ce que, pour chacune des deux léchettes d'étanchéité (9, 10), les deux portions d'extrémité (18, 19, 20, 21) sont sensiblement perpendiculaires aux deux parois transversales (14, 15, 16, 17).
2. Aube de turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle le côté intrados (8) comporte une découpe (22), la découpe (22) étant entièrement incluse entre les deux portions d'extrémité (18, 20) se trouvant du côté intrados (8).
3. Aube de turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle la découpe (22) comporte une première (23) et une deuxième face (24), la première (23) et la deuxième face (24) étant sécantes suivant un angle (a) supérieur ou égal à 60°.
4. Aube selon la revendication précédente, dans laquelle les deux léchettes d'étanchéité (9, 10) sont disposées de manière sensiblement 30perpendiculaire à l'axe de référence (5), la première face (23) de la découpe (22) formant un angle (6) de 60° avec l'axe de référence (5).
5. Aube de turbomachine selon l'une des revendications 2 à 4, dans laquelle le côté intrados (8) comporte une protubérance (25) qui présente une face commune (23) avec la découpe (22).
6. Aube de turbomachine selon la revendication précédente, dans laquelle la protubérance (25) est entièrement incluse entre les deux portions d'extrémité (18, 20) se trouvant côté intrados (8).
7. Aube de turbomachine selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le côté extrados (7) présente une forme complémentaire de la forme du côté intrados (8).
8. Aube de turbomachine selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle les deux léchettes d'étanchéité (9, 10) sont sensiblement parallèles.
9. Rotor pour turbomachine comportant une aube (3) de turbomachine selon l'une des revendications précédentes.
10. Turbomachine comportant un rotor selon la revendication précédente.