FR3026428B1 - Aube de rotor de turbomachine a lechettes radiales - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une aube (36) de rotor pour une turbomachine, configurée pour tourner à l'intérieur d'un anneau (48) ladite aube comportant une pale (38) à extrémité radiale (40) externe libre, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une léchette (50) d'orientation (R) sensiblement radiale sur ladite extrémité (40), qui est configurée pour coopérer avec ledit anneau (48).

Description

Aube de rotor de turbomachine à léchettes radiales L'invention concerne une aube de rotor pour une turbomachine, notamment une aube de compresseur pour une telle turbomachine.

Une turbomachine, par exemple un turboréacteur, comprend généralement une soufflante, un ou plusieurs étages de compresseur, une chambre de combustion, un ou plusieurs étages de turbine et une tuyère. Les gaz sont entraînés par des rotors de la soufflante, du compresseur et de la turbine, grâce à des aubes radiales fixées à la périphérie de rotors. Les rotors sont montés tournants dans des éléments annulaires solidaires d'un carter ou d'une enveloppe de la turbomachine appelés généralement stators.

Les notions de position ou disposition interne, externe, radiale, amont ou aval sont définies par rapport à l'axe principal de la turbomachine et au sens d'écoulement des gaz dans cette dernière.

Une aube mobile de turbine, de compresseur, ou de soufflante, est reliée par son extrémité radiale interne à un rotor, et peut être formée d'une seule pièce avec ce rotor. L'aube mobile comporte une pale, qui s'étend globalement suivant un axe radial et qui est balayée par les gaz. La pale se termine par une extrémité radiale externe, communément appelée sommet ou tête, qui est configurée pour assurer l'étanchéité de la veine de gaz entraînée par la turbine, le compresseur ou la soufflante correspondante avec le carter ou l'enveloppe de la turbomachine, qui l'entoure. Par exemple, une pale de compresseur ou de turbine se termine par une extrémité radiale externe qui est configurée pour assurer l'étanchéité de la veine de gaz avec le carter de la turbomachine, et une pale de soufflante termine par une extrémité radiale externe qui est configurée pour assurer l'étanchéité de la veine de gaz avec l'enveloppe de la turbomachine.

Le contrôle du jeu en sommet d’une aube mobile, défini par la distance radiale entre le sommet de l’aube mobile et le carter ou l'enveloppe correspondante, est un paramètre essentiel du fonctionnement d'un moteur. Un tel jeu est réglé au centième de millimètre, et son influence est prédominante tant sur l'opérabilité que sur les performances de la turbomachine.

Plus particulièrement, le jeu en sommet d'aube mobile résulte d'un compromis entre la nécessité de disposer d'une part d'un jeu aussi réduit que possible, notamment lors d'un fonctionnement de la turbomachine dans son régime de croisière, afin de limiter les perturbations aérodynamiques en sommet d'aube et la nécessité de disposer d'un jeu limitant les risques d'interférence de la pale avec le carter ou l'enveloppe.

Ainsi, on a constaté que le sommet de la pale est soumis à un écoulement tourbillonnaire dit "tourbillon de jeu" du fait de la différence de pression entre l'intrados et l'extrados et du mouvement de la pale. Les performances des aubages, et en particulier des aubages de compresseur, sont particulièrement affectées par de tels écoulements. Il est donc souhaitable de réduire le jeu en sommet de pale au maximum afin d'optimiser les performances de la turbomachine.

Par ailleurs, le dimensionnement du jeu en sommet d'aube résulte notamment de calculs thermiques et dynamiques visant à prévoir les déplacements relatifs de la pale dans les différentes étapes du moteur, notamment dans le cadre de déplacement liés à la dilatation des aubes ou à l'accélération du rotor. Dans certains cas, le contact entre l'extrémité de la pale et le carter ou l'enveloppe peut aboutir à une rupture de pale, qui peut provoquer la destruction de la turbomachine.

De nombreuses solutions ont été envisagées pour réduire l'influence de ces jeux. Selon une conception connue de l'état de la technique, qui est généralement réservée aux aubes de turbine, l'étanchéité de la veine de gaz est assurée en extrémité de pale, par un élément transversal à l'axe général (principal) de la pale, appelé talon ou plateforme, dont la surface externe du talon supporte une ou plusieurs lames - ou léchettes - radiales, adaptées pour former, avec la paroi du stator en regard, un joint dit "à labyrinthe", qui assure l'étanchéité aux gaz; à cet effet, ladite paroi du stator est généralement formée sous la forme d'un anneau, qui dans le cas d'un compresseur, par exemple, est recouvert intérieurement d'un matériau abradable, sur lequel les lames viennent frotter. Les lames comprennent une face amont et une face aval qui s'étendent transversalement au flux de gaz.

La conception d'aubes pourvues de talon rend leur fabrication particulièrement complexe. Par ailleurs, la présence d'un talon tend à accroître les écoulements tourbillonnaires ou "tourbillons de jeu" au voisinage du sommet de la pale. De plus, l'efficacité de ce type de joint à labyrinthe n'est pas optimale. Enfin, ce type d'étanchéité est plus spécifiquement réservé aux aubes de turbine alors qu'une solution technique convenant aussi aux aubes de compresseur est recherchée.

On connaît également des aubes dont les pales sont à a extrémité radiales externes libres, c’est-à-dire des aubes dont les extrémités radiales externes des pales ne sont pas reliées à un talon et définissent les extrémités radiales externes des aubes. C'est notamment le cas des aubes d'un disque aubagé monobloc (DAM). L'invention vise à optimiser le jeu en sommet de ces aubes en réduisant le jeu précité afin de limiter le phénomène de tourbillon de jeu tout en limitant les risques d'interférence entre la pale et le carter ou l'enveloppe.

Dans ce but, l'invention propose une aube de rotor pour une turbomachine ladite aube comportant une pale à extrémité radiale externe libre, configurée pour tourner à l'intérieur d'un carter ou d'une enveloppe comportant un anneau pouvant être ou non recouvert intérieurement d'un matériau abradable, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une léchette d'orientation sensiblement radiale sur ladite extrémité, qui est configurée pour coopérer avec ledit anneau.

Une telle aube permet d'éviter les inconvénients des solutions conventionnelles. De plus, dans le cas d'un rotor tournant dans un anneau en matériau abradable, l'étanchéité est assurée directement par les léchettes qui sont configurées pour usiner le matériau abradable recouvrant l'anneau.

Les risques d'interférence entre la pale et le carter ou l'enveloppe sont par ailleurs minimisés car lesdites léchettes sont configurées pour s'user, tant progressivement lors du fonctionnement en régime de croisière de la turbomachine, que dans le cas d'un allongement particulier de l'aube survenant par exemple en cas de dilatation de l'aube ou lorsque le rotor est soumis à une accélération élevée. Lorsque le rotor est configuré pour tourner dans un anneau en matériau abradable, les léchettes peuvent pénétrer dans le matériau abradable sans risque d'interférence avec le carter ou l'enveloppe.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention, prises isolément ou en combinaison : - au moins une léchette est portée par une paroi de sommet de ladite pale qui est bornée par des intrados et extrados de ladite pale, - ladite léchette comporte au moins une surface qui s'étend dans le prolongement de l'intrados et/ou de l'extrados de la pale, - l'aube comporte au moins une léchette disposée le long d'une ligne de squelette du profil de ladite pale, - ladite extrémité de la pale comporte au moins une baignoire et elle comporte au moins une léchette disposée suivant une ligne le long d'un bord de ladite baignoire longeant l'intrados et/ou l'extrados de la pale, - une corde théorique s'étend entre des bords d'attaque et de fuite de la pale, et ladite au moins une léchette est disposée suivant une partie de la ligne correspondant en projection orthogonale entre 10% et 80% de ladite corde en partant dudit bord d'attaque, - chaque partie de ligne comporte de 3 à 7 léchettes réparties de manière régulière qui sont destinées à usiner un matériau abradable de l'anneau pour former un traitement de carter, - ladite au moins une léchette présente une section triangulaire ou trapézoïdale orientée suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la corde. - ladite au moins une léchette présente une base radiale ayant en section une forme trapézoïdale, ovale, ou épousant des contours de l'extrémité de la pale. L'invention propose aussi plus spécifiquement un compresseur ou une turbine de rotor de turbomachine, notamment un compresseur haute pression, comportant au moins une aube du type décrit précédemment. L'invention propose enfin une turbomachine comportant une aube de rotor du type décrit précédemment. L’invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit faite à titre d’exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une turbomachine ; - la figure 2 est une vue en perspective de l'extrémité radiale libre d'une pale d'aube de rotor de turbomachine soumise à un écoulement tourbillonnaire dit "tourbillon de jeu" ; - la figure 3A est une vue schématique d'une aube de rotor selon un état antérieur de la technique ; - la figure 3B est une vue schématique d'une aube de rotor selon l'invention ; - les figures 4A et 4B sont des vues schématiques représentatives de sections radiales de léchettes pour une aube de rotor selon l'invention ; - les figures 5A à 6C sont des vues schématiques représentant d'une section tangentielle de l'extrémité radiale libre d'une pale selon des premier à troisième modes de réalisation de l'aube de rotor selon l'invention ; - les figures 6A et 6C sont des vues schématiques représentant d'une section tangentielle de l'extrémité radiale libre d'une pale selon des quatrième et cinquième modes de réalisation de l'aube selon l'invention.

Dans la description qui va suivre, des chiffres de référence identiques désignent des pièces identiques ou ayant des fonctions similaires.

On a représenté à la figure 1 une turbomachine 10 de type à double corps et à double flux. Une telle turbomachine, ici un turboréacteur 10 à double flux comporte, de manière connue, une soufflante 12, un compresseur basse pression 14, un compresseur haute pression 16, une chambre de combustion 18, une turbine haute pression 20, une turbine basse pression 22 et une tuyère d'échappement 24. Le rotor du compresseur haute pression HP 16 et le rotor de la turbine haute pression 20 sont reliés par un arbre haute pression HP 26 et forment avec lui un corps haute pression. Le rotor du compresseur basse pression BP 14 et le rotor de la turbine basse pression BP 22 sont reliés par un arbre basse pression BP 28 et forment avec lui un corps basse pression. Chaque compresseur 14, 16 ou turbine 20, 22 peut être constitué(e) de plusieurs étages de compresseur ou turbine en série. L'arbre HP 26 et l'arbre BP 28 s'étendent suivant un axe "A" qui est l'axe global du turboréacteur 10. Dans la suite de la description, les notions de longitudinal ou radial sont relatives à cet axe "A".

Chacun des arbres basse pression BP 28 et haute pression HP 26 sont montés tournants dans un carter 30 du turboréacteur, l'arbre BP 28 étant coaxial et monté intérieurement à l'arbre HP 26.

Les corps haute et basse pression sont traversés par un flux d'air primaire "P" et la soufflante 12 produit un flux d'air secondaire "S" qui circule dans le turboréacteur 10, entre le carter 30 et une enveloppe externe 32 du turboréacteur. En sortie de la turbine BP 22, les gaz issus du flux primaire "P" sont mélangés au flux secondaire "S" pour produire une force de propulsion, le flux secondaire "S" fournissant ici la majorité de la poussée.

La soufflante 12, le compresseur BP 14, le compresseur HP 16, la turbine HP 20 et la turbine BP 22 comportent chacun des aubes, qui quoique de formes différentes, seront désignées dans la suite de la présente description sous la référence numérale 36, qu'il s'agisse d'aubes de la soufflante 12, du compresseur BP 14, du compresseur HP 16, de la turbine HP 20 ou de la turbine BP 22. Les aubes des compresseur BP 14, compresseur HP 16, turbine HP 20 et turbine BP 22 sont mobiles dans le carter 30 et les aubes de la soufflante 12 sont mobiles dans l'enveloppe 32.

Ces aubes 36 peuvent être des aubes individuelles montées sur un disque de manière à former la soufflante 12, le compresseur BP 14, le compresseur HP 16, la turbine HP 20 ou la turbine BP 22. A cet effet, chaque aube 36 comporte une extrémité radiale interne ou pied (non représenté) par lequel elle est fixée à un disque rotor.

Les aubes 36 peuvent aussi être formées d'une seule pièce avec ledit disque rotor, et elles font dans ce cas partie d'un disque aubagé monobloc, plus connu sous l'acronyme de "DAM".

Comme l'illustrent les figures 2 et 3A, chaque aube mobile 36 comporte une pale 38, qui s'étend globalement suivant un axe radial "R" de la turbomachine 10 et qui est balayée par les gaz. La pale 38 se termine par une extrémité radiale externe 40 qui est éloignée du pied ou du disque et qui est configurée pour assurer l'étanchéité de la veine de gaz entraînée par la turbine, le compresseur ou la soufflante correspondante avec le carter 30 de la turbomachine, et délimite la veine de gaz du flux primaire "P" ou du flux secondaire "S" selon les cas, comme représenté en particulier à la figure 3A.

Le contrôle du jeu "J" en sommet de l'aube mobile 36, défini par la distance radiale entre une paroi de sommet 42 formée à l'extrémité radiale 40 de l’aube mobile 36 et le carter 30 ou l'enveloppe 32, est un paramètre essentiel du fonctionnement du moteur.

Plus particulièrement, le jeu "J" en sommet d'aube mobile 36 résulte d'un compromis entre la nécessité de disposer d'une part d'un jeu "J" aussi réduit que possible, notamment lors d'un fonctionnement de la turbomachine 10 dans son régime de croisière, afin de limiter les perturbations aérodynamiques au sommet de l'aube 36 et la nécessité de disposer d'un jeu "J" limitant les risques d'interférence de la pale 38 avec le carter 30.

Comme l'illustre la figure 2, le sommet de la pale 38 est soumis à un écoulement tourbillonnaire dit "tourbillon de jeu" du fait de la différence de pression entre un intrados 44 et un extrados 46 de la pale 38. Sur la figure 2, on a représenté de manière schématique des tourbillons "T" associés à des lignes "F" de flux.

Les performances de la soufflante 12, du compresseur BP 14, du compresseur HP 16, de la turbine HP 20 ou la turbine BP 22 sont particulièrement affectées par de tels écoulements. Il est donc souhaitable de réduire le jeu "J" en sommet de pale au minimum. Toutefois, la pale 38 tend, au cours de son fonctionnement, du fait des phénomènes de dilatation ou des accélérations radiales auxquelles est soumise la pale 38, peut être sujette à des déplacements radiaux relatifs qui risquent de provoquer un contact entre l'extrémité de la pale 38 et le carter 30 ou l'enveloppe 32. Un tel contact peut aboutir à une rupture de la pale 38, ce qui peut provoquer la détérioration de la turbomachine 10. Dans l'état actuel de la technique, le jeu "J" ne peut donc être minimisé autant que nécessaire pour des raisons de sécurité.

Selon une conception connue de l'état de la technique, on a proposé d'assurer l'étanchéité de la veine de gaz en extrémité de pale, par un élément (non représenté) transversal à l'axe général de la pale, appelé talon, dont la surface externe du talon supporte une ou plusieurs lames -ou léchettes - radiales, adaptées pour former, avec la paroi du stator en regard, un joint dit "à labyrinthe". Une aube équipée d'un tel talon est de fabrication particulièrement complexe.

Par ailleurs, la présence d'un talon tend à accroître les écoulements tourbillonnaires ou "tourbillons de jeu" au voisinage de la paroi de sommet 42 de la pale 38. L'invention vise donc à optimiser l'étanchéité entre une pale 38 d'une aube 36 dépourvue de talon comportant conventionnellement une extrémité radiale libre, et le carter 30 ou l'enveloppe 32 associée. L'invention vise plus particulièrement à optimiser le jeu "J" entre la paroi de sommet 42 de la pale 38 de l'aube 36 et le carter 30 ou l'enveloppe 32 en réduisant ledit jeu "J" par l'ajout d'éléments sur ladite paroi de sommet 42 afin de limiter le phénomène de tourbillon de jeu tout en limitant les risques d'interférence entre la pale 38 et le carter 30 ou l'enveloppe 32.

Dans ce but, comme l'illustre la figure 3B, l'invention propose une aube 36 de rotor qui est configurée pour tourner à l'intérieur d'un carter 30 ou d'une enveloppe 32 comportant un anneau 48, notamment un anneau 48 recouvert intérieurement d'un matériau abradable, qui est porté par le carter 30 ou l'enveloppe 32. L'aube 36 comporte au moins une léchette 50 d'orientation sensiblement radiale sur ladite extrémité 40, qui est configurée pour coopérer avec ledit anneau 48.

De préférence, l'aube 36 comporte plusieurs léchettes 50. Cette configuration a ceci de particulièrement avantageux qu'elle permet de limiter le phénomène de tourbillon de jeu par l'intermédiaire des léchettes 50 qui sont configurées pour former des obstructions dans le jeu "J".

Les léchettes 50 permettent donc de réduire le jeu "J" tout en évitant, de par leur dissémination, sur l'extrémité de la pale 38, tout risque d’auto-engagement dynamique de l'extrémité de la pale 38, qui risquerait d'aboutir à une rupture de ladite pale. Cette configuration permet également d'envisager une réduction du jeu "J".

Par ailleurs, lorsque l'anneau 48 est recouvert de matériau abradable comme cela est le cas pour des anneaux de compresseur, les léchettes 50 peuvent, au fur et à mesure de leur fonctionnement, pénétrer dans le matériau abradable et usiner le matériau abradable de l'anneau 48 pour réaliser naturellement des rainures dans lesquelles tournent les léchettes 50, lesdites rainures étant aussi connues sous le nom de "traitement de carter".

La disposition de ces rainures est donc directement déterminée par la position des léchettes 50 correspondantes.

Un autre avantage de cette conception est qu'elle permet avantageusement, lors du vieillissement du moteur, qui est généralement concomitante à une augmentation du jeu radial pris par les paliers du rotor correspondant, d'adapter ledit traitement de carter au vieillissement du moteur par un usinage progressif du matériau abradable de l'anneau, et ce en dépit de l'usure des pointes des léchettes 50, les léchettes 50 pénétrant alors de plus en plus dans le matériau abradable à mesure que le moteur vieillit.

Il sera compris que chaque léchette 50 est portée par l'extrémité 40 de la pale 38, c’est-à-dire qu'elle est bornée par une enveloppe théorique s'étendant strictement dans le prolongement du corps de la pale 38, de sorte que les léchettes 50 ne provoquent pas d'écoulement tourbillonnaire supplémentaire.

Plus particulièrement, comme l'illustrent les figures 5A à 6C, ladite au moins une léchette 50 est portée par une paroi 42 de sommet de ladite pale 38 qui est bornée par un intrados 44 et un extrados 46 de ladite pale 38.

Dans les modes de réalisation préférés de l'invention qui vont être décrits dans la suite de la présente description, chaque léchette 50 comporte au moins une surface 51 qui s'étend dans le prolongement de l'intrados 44 et/ou de de l'extrados 46 de la pale 38. Cette configuration n'est pas limitative de l'invention et chaque léchette 50 pourrait, en variante (non représentée) être agencée entièrement en retrait de l'intrados 44 ou de l'extrados 46 de la pale. Toutefois, une léchette 50 disposant d'une partie 51 s'étendant dans le prolongement de l'intrados 44 et/ou de de l'extrados 46 ne provoque que peu ou pas de perturbation du flux gazeux s'écoulant le long l'intrados 44 et/ou de l'extrados 46 et sera donc privilégié dans le cadre de l'invention.

La paroi 42 qui porte la ou les léchettes 50 peut couvrir l'intégralité de l'extrémité 40 de la pale 38 ou ne représenter qu'une partie de l'extrémité de la pale 38. C'est le cas notamment, comme on le verra dans la suite de la présente description, lorsque la pale 38 comporte une cavité ou baignoire 52 qui débouche dans son extrémité libre 40, comme représenté aux figures 6A à 6C.

Selon des premier à troisième modes de réalisation de l'invention qui ont été représentés aux figures 5A à 5C, la pale 38 de l'aube 36 comporte au moins une léchette 50 disposée le long d'une ligne théorique "L" de squelette de la pale 38 de l'aube 36, ligne qui est constituée par l'ensemble des points équidistants de l'intrados 44 et de l'extrados 46 et qui s'étend entre un bord d'attaque ou amont 58 et un bord de fuite ou aval 60 de la pale 38.

Cette ligne "L" de squelette est aussi appelée ligne de cambrure moyenne de la pale 38.

Dans ces modes de réalisation, chaque léchette 50 est centrée sur la ligne "L" de squelette et elle s'étend entre les intrados 44 et extrados 46. Chaque léchette 50 comporte à ce titre deux surfaces 51 opposées du type précité.

Selon des quatrième à sixième modes de réalisation de l'invention qui ont été représentés aux figures 6A à 6C, la pale 38 de l'aube 36 ladite extrémité de la pale comporte comme on l'a vu au moins une baignoire 52 et elle comporte au moins une léchette 50 disposée suivant une ligne "L" le long d'un bord 54 ou 56 de ladite baignoire 52 longeant respectivement l'intrados 44 et/ou l'extrados 46 de la pale 38. Cette configuration est généralement mise en oeuvre dans le cas d'une pale 38 de turbine.

Sur les figures 6A et 6C, on a représenté une pale 38 dont les léchettes 50 sont disposées suivant une ligne "L" le long du bord 56 de la baignoire 50 qui longe l'extrados 46 de la pale 38, alors que sur la figure 6B on a représenté une pale 38 dont les léchettes 50 sont disposées suivant une ligne "L" le long du bord 54 de la baignoire 50 qui longe l'intrados 44 de la pale 38.

Dans ces modes de réalisation, chaque léchette ne s'étend que le long de l'intrados 44 ou de l'extrados 46 et elle ne comporte à ce titre qu'une surface 51 du type précité.

Il sera compris, que, en variante, les léchettes 50 pourraient être disposées le long de lignes "L" le long des deux bords 54 et 56 de ladite baignoire 50 longeant respectivement l'intrados 44 et l'extrados 46 de la pale 38.

Cette conception est particulièrement avantageuse lorsqu'elle est appliquée à une pale 38 de compresseur et plus particulièrement une pale 38 d'un compresseur HP. Bien entendu, cette conception est applicable à une pale de turbine.

Pour la suite de la présente description, la forme des léchettes 50 est à présent définie par rapport à la corde "C" théorique qui s'étend entre le bord d'attaque ou amont 58 et le bord de fuite ou aval 60 de la pale 38.

Comme l'illustrent les figures 4A et 4B, les léchettes 50 peuvent, en section selon un plan "P" correspondant au plan de la figure 3B, présenter une section triangulaire, comme représenté à la figure 4A, ou trapézoïdale, comme représenté à la figure 4B. Ladite section est orientée suivant une direction "D" sensiblement perpendiculaire à la corde "C".

Par sensiblement perpendiculaire, on comprendra que la direction "D" est perpendiculaire avec la corde "C" ou qu'elle forme avec elle un angle proche de 90°, par exemple un angle compris entre 80 et 100°.

Quel que soit le mode de réalisation considéré, le positionnement des léchettes 50 sur la ligne "L", qu'il s'agisse d'une ligne "L" de squelette ou d'une ligne "L" courant" le long d'un bord 54 ou 56 d'une baignoire 52, est également défini par référence à la corde "C". Dans les modes de réalisation préférés de l'invention, les léchettes sont disposées suivant une partie de ladite ligne "L" qui correspond en projection orthogonale à une portion située entre 10% et 80% de ladite corde "C" en partant du bord d'attaque 58. Les léchettes 50 ne sont donc pas disposées aux extrémités de la pale 38.

Chaque partie de la ligne "L" sur laquelle s'étend les léchettes comporte de préférence de trois à sept léchettes réparties de manière régulière. La disposition des léchettes sur la ligne "L" définit le motif du traitement de carter, c’est-à-dire la disposition des rainures qui vont être formées naturellement par les léchettes 50 lorsqu'elles auront usiné le matériau abradable de l'anneau 48.

La réalisation d'un tel motif de traitement de carter est très bénéfique pour le moteur, car il permet notamment de maximiser la marge au pompage des compresseurs.

En effet, le pompage est un phénomène d'instabilité du fluide survenant au sein d'un compresseur, qui se manifeste par des oscillations basses fréquences de l'écoulement, et qui survient lorsque les conditions de débit, d'alimentation, de pression ou de température s'éloignent du domaine de fonctionnement normal de la turbomachine.

Un jeu radial de fonctionnement élevé entre le carter et les aubes mobiles du compresseur provoque, comme on l'a vu un tourbillon de jeu qui est à l'origine de pertes significatives du rendement du rotor et qui est dans une majorité des cas, à l'origine de la perte de stabilité du compresseur, qui provoque ce phénomène de pompage.

Ce phénomène instable étant généralement très énergétique, il fait endurer à la turbomachine de fortes sollicitations mécaniques (statiques et dynamiques). Il est donc souhaitable d'étendre autant que possible le domaine de fonctionnement normal du compresseur pour disposer ainsi d'une "marge au pompage" suffisante qui permet d'éviter les phénomènes de pompage.

La réduction du jeu radial, réalisé par le traitement de carter, permet ainsi d'améliorer la marge au pompage du compresseur.

De nombreuses dispositions sont possibles. Ainsi, la pale 38 du premier mode de réalisation de la figure 5A comporte cinq léchettes 50, la pale 38 du deuxième mode de réalisation de la figure 5B comporte quatre léchettes 50, et la pale 38 du troisième mode de réalisation de la figure 5C comporte trois léchettes 50.

De même, la pale 38 du quatrième mode de réalisation de la figure 6A comporte trois léchettes 50, la pale 38 du cinquième mode de réalisation de la figure 6B comporte quatre léchettes 50, et la pale 38 du sixième mode de réalisation de la figure 6C comporte sept léchettes 50.

Par ailleurs, les types de léchettes 50, outre leur profil en section, peuvent être identifiés par leur base radiale qui peut, en section perpendiculairement à la direction radiale, présenter une forme trapézoïdale, ovale, ou épousant des contours de l'extrémité 42 de la pale 38.

Ainsi, si l'on considère les trois premiers modes de réalisation de l'invention, la pale 38 du premier mode de réalisation de la figure 5A comporte des léchettes 50 présentant des bases ovales, la pale 38 du deuxième mode de réalisation de la figure 5B comporte des léchettes 50 présentant des bases trapézoïdales, et la pale 38 du troisième mode de réalisation de la figure 5C comporte des léchettes 50 présentant des bases qui épousent les contours de l'extrémité 42 de la pale 38.

De même, si l'on considère les trois derniers modes de réalisation de l'invention, la pale 38 du quatrième mode de réalisation de la figure 6A comporte des léchettes 50 présentant des bases qui épousent les contours de l'extrémité 42 de la pale 38, la pale 38 du cinquième mode de réalisation de la figure 6B comporte des léchettes 50 présentant des bases trapézoïdales, et la pale 38 du sixième mode de réalisation de la figure 6C comporte des léchettes 50 présentant des bases ovales. L'invention permet donc d'améliorer de manière significative l'étanchéité des rotors du turbomachine par une réduction des jeux entre les aubes 36 et le carter 30 ou l'enveloppe 32, tout en évitant les risques d'interférence entre lesdites aubes 36 et ledit carter 30, ce qui constitue un gain appréciable en terme de sécurité de fonctionnement. L'invention, en proposant des compresseurs ou turbines équipés d'aubes 36 du type précité, permet d'améliorer de manière sensible l'étanchéité de tels rotors. L'invention, en proposant des turbomachines équipées de rotors du type précité, permet d'améliorer de manière sensible la fiabilité de telles turbomachines.

Claims (7)

1. REVENDICATIONS

   1. Aube (36) de rotor pour une turbomachine, configurée pour tourner à l'intérieur d'un anneau (48), ladite aube comportant une pale (38) à extrémité radiale externe libre (40), comportant au moins une léchette (50) d'orientation (R) sensiblement radiale sur ladite extrémité (40), qui est configurée pour coopérer avec ledit anneau (48), caractérisée en ce que ladite extrémité (40) de la pale comporte au moins une baignoire (50) et en ce qu'elle comporte au moins une léchette (50) disposée suivant une ligne (L) le long d'un bord (54, 56) de ladite baignoire (50) longeant l'intrados (44) et/ou l'extrados (46) de la pale (38) et comportant au moins une surface (51) qui s'étend dans le prolongement de l'intrados et/ou de l'extrados de la pale (38).
2. 2. Aube (36) de rotor selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite au moins une léchette (50) est portée par une paroi (52) de sommet de ladite pale (38), qui est bornée par un intrados (44) et un extrados (46) de ladite pale (38).
3. 3. Aube (36) de rotor selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'une corde (C) théorique s'étend entre des bords d'attaque (58) et de fuite (60) de la pale (38), et en ce que ladite au moins une léchette (50) est disposée suivant une partie de la ligne (L) qui correspond en projection orthogonale entre 10% et 80% de ladite corde (C) en partant dudit bord d'attaque (58).
4. 4. Aube (36) de rotor selon la revendication précédente, caractérisée en ce que chaque partie de ligne (L) comporte de trois à sept léchettes réparties de manière régulière qui sont destinées à usiner un matériau abradable de l'anneau (48) pour former un traitement de carter.
5. 5. Aube (36) de rotor selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que ladite au moins une léchette (50) présente une section triangulaire ou trapézoïdale orientée suivant une direction (D) sensiblement perpendiculaire à la corde (C).
6. 6. Aube (36) de rotor selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite au moins une léchette (50) présente une base radiale ayant en section une forme trapézoïdale, ovale, ou épousant des contours de l'extrémité de la pale.
7. 7. Turbomachine comportant une aube de rotor selon l'une des revendications 1 à 6.