FR3028883B1

FR3028883B1 - Arbre de rotor de turbomachine comportant une surface d'echange thermique perfectionnee

Info

Publication number: FR3028883B1
Application number: FR1461421A
Authority: FR
Inventors: Yves Francois Charbonnelle Pierre
Original assignee: Safran Aircraft Engines SAS; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 2014-11-25
Filing date: 2014-11-25
Publication date: 2019-11-22
Anticipated expiration: 2034-11-25
Also published as: GB2534016B; GB201520129D0; GB2534016A; FR3028883A1; US20160146045A1; US10287911B2

Abstract

L'invention concerne un arbre (28) de rotor de turbomachine, comportant au moins une partie (31) comportant une périphérie extérieure (36) de diamètre (D) déterminé formant une surface (E) libre d'échange thermique avec l'environnement dudit rotor, caractérisé en ce que la périphérie extérieure (36) comporte une pluralité d'irrégularités (38) configurées pour proposer une surface d'échange (E2) thermique de l'arbre (28) du rotor supérieure à une surface (E1) de la périphérie (36) d'un cylindre du même diamètre moyen (D) déterminé.

Description

Arbre de rotor de turbomachine comportant une surface d'échange thermique perfectionnée

Le domaine de la présente invention est celui des moteurs à turbine à gaz, tels que des turbomachines, et en particulier ceux destinés à la propulsion des aéronefs.

L'invention concerne plus particulièrement le comportement thermique des arbres internes d’un moteur à turbine à gaz, notamment un moteur de type multi-corps.

Classiquement, les turbomachines comprennent, depuis l'amont vers l'aval selon le sens d'écoulement des gaz dans lesdites turbomachines, un ou plusieurs modules de compresseur disposés en série, qui compriment de l'air aspiré dans une entrée d'air. L'air est ensuite introduit dans une chambre de combustion où il est mélangé à un carburant et brûlé. Les gaz de combustion passent à travers un ou plusieurs modules de turbine qui entraînent le ou les compresseurs par l'intermédiaire d'arbres de turbine associés. Les gaz sont enfin éjectés dans une tuyère.

Par exemple, une turbomachine conventionnelle comporte un compresseur basse pression BP et un compresseur haute pression HP, traversés par un flux d'air. Les rotors des compresseurs basse pression BP et haute pression HP sont chacun entraînés par un arbre de turbine basse pression BP ou haute pression HP respectif associé. L'arbre de turbine basse pression BP est monté coaxialement à l'intérieur de l'arbre de turbine haute pression HP, lui-même monté tournant à l'intérieur d'un carter ou stator de la turbomachine. Chaque compresseur ou turbine peut être constitué de plusieurs étages de compresseur ou turbine en série.

Les aubages des rotors BP et HP et du carter sont soumis à la température des gaz de la veine. Le carter entoure la veine et porte les aubages fixes. Les arbres BP et HP se situent au contraire dans des cavités dans lesquelles il y a peu de mouvement d’air et ils sont donc soumis à un gradient de dilatation thermique différent de celui du carter. Ce phénomène est d'autant plus accentué pour un moteur de type à double flux pour lequel le carter est baigné dans un flux d'air frais qui tend à le refroidir.

En particulier, l’arbre BP comporte une partie longue qui s’étend à l’intérieur de l’arbre HP et qui est donc très éloignée des aubages et de la veine. Cette partie de l'arbre BP se trouve par conséquent soumise à un gradient thermique sensiblement différent de celui auquel est soumis le carter.

Ainsi, la différence de temps de réponse thermique entre l’arbre BP et le carter conduit à des variations importantes du jeu axial aux interfaces entre la turbine basse pression BP et le stator pour chaque étage. Ces variations relatives des déplacements axiaux entre rotor BP et stator interviennent directement dans le dimensionnement de la turbine. En effet, le cumul des variations de jeu axial de chaque étage conduit au final à une longueur supplémentaire égale au nombre d’étages multiplié par la valeur du déplacement entre rotor et stator pour chaque étage.

De plus, on a proposé d'interposer radialement entre l'arbre HP et l'arbre BP un fourreau qui permet d'isoler une partie de l'arbre BP, agencée globalement au droit de la chambre de combustion, de la chaleur dégagée par ladite chambre de combustion. Cette solution d’isolation accentue le temps de réponse thermique de cette partie de l’arbre BP par rapport au carter et également par rapport au reste de l’arbre BP.

Or, l'étanchéité entre l'extrémité axiale de la turbine BP et le carter est réalisée au moyen d'un joint pour lequel un jeu de fonctionnement optimal en toutes circonstances doit être respecté. Ce jeu doit notamment être compris entre une valeur minimale, qui garantit l'absence d'interférence entre le dernier tourillon de la turbine BP et le carter en toutes circonstances, et une valeur maximale qui doit être compensée par une pressurisation d'une enceinte dite aval interne au rotor BP, qui contient des organes de type roulements de la turbine BP, pour que les gaz de veine de la turbine BP ne pénètrent pas à l'intérieur de l’enceinte. Il convient donc de limiter ce jeu afin de limiter les prélèvements d’air nécessaires à la pressurisation de cette enceinte.

L’objectif de l’invention est de rendre la variation de jeu en extrémité de l'arbre BP aussi faible que possible en harmonisant le comportement thermique de l'arbre BP et du carter.

L'invention vise donc à homogénéiser le comportement thermique de l'arbre BP afin d'assurer une évolution thermique sensiblement simultanée de la dilatation du rotor BP et du stator.

Un arbre de rotor de turbomachine, et notamment l'arbre BP, comporte de manière naturelle au moins une partie comportant une périphérie extérieure de diamètre déterminé formant une surface libre d'échange thermique avec l'environnement dudit rotor, c’est-à-dire une surface ne coopérant pas avec une autre partie, mais agencée de manière libre au sein d'un volume permettant la circulation d'air autour de ladite surface d'échange thermique. En particulier, une telle surface d'échange correspond aux parties de l'arbre BP agencées extérieurement au fourreau du rotor HP, et notamment à la partie amont qui est la plus longue.

Pour parvenir à l'objectif de l'invention, il est par conséquent proposé d'améliorer le comportement thermique de l'arbre d'un rotor en augmentant la surface libre d'échange thermique de cette partie.

Dans ce but, l'invention propose un arbre de rotor de turbomachine, comportant au moins une périphérie extérieure de diamètre déterminé formant une surface libre d'échange thermique avec l'environnement dudit rotor, caractérisé en ce que la périphérie extérieure comporte une pluralité d'irrégularités configurées pour proposer une surface d'échange thermique de l'arbre du rotor supérieure à une surface d'échange thermique associée à la périphérie d'un cylindre du même diamètre moyen déterminé.

Selon d'autres caractéristiques de l'invention, prises isolément ou en combinaison :

- les irrégularités comportent au moins des aspérités,

- les aspérités comportent au moins des éléments déposés sur la périphérie de l'arbre, les éléments comportent des particules céramiques submicroniques projetées sur l'arbre par un procédé de projection en suspension dans un arc plasma sur un substrat adhérant à la périphérie de l'arbre,

- les éléments comportent des particules métalliques collées sur un substrat adhérant à la périphérie de l'arbre,

- les irrégularités comportent au moins des cavités,

- la périphérie comporte au moins une rainure circulaire formant la cavité.

- la périphérie comporte au moins une rainure longitudinale formant la cavité,

- la périphérie comporte au moins un filet de pas et diamètre nominal déterminé formant la cavité.

L'invention propose aussi une turbomachine, comportant un arbre de rotor d'un corps basse pression, un corps haute pression comportant un compresseur haute pression comportant des aubages et des disques, et un fourreau lié à un des disques du compresseur, le fourreau recouvrant une partie de l'arbre du corps basse pression, caractérisée en ce que l'arbre de rotor basse pression comporte au moins un tronçon d'échange thermique, formé à l'extérieur du fourreau, qui comporte une périphérie extérieure de diamètre déterminé formant une surface libre d'échange thermique avec les disques du compresseur haute pression.

Selon une autre caractéristique de la turbomachine, le tronçon d'échange thermique comporte, à sa jonction avec une extrémité amont du fourreau, au moins une rainure longitudinale ou un filet de pas déterminé, configuré pour aspirer un flux d'air à l'intérieur dudit fourreau.

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 comportant un arbre de rotor BP selon l'invention ;

- la figure 2 est une vue schématique représentant le traitement d'un arbre de rotor basse pression BP selon l'invention par un procédé de projection en suspension dans un arc plasma selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 3 est une demi-vue en coupe longitudinale d'un arbre de rotor basse pression BP selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 4 est une demi-vue en coupe longitudinale d'un arbre de rotor basse pression BP selon un troisième mode de réalisation de 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 HP 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 à l'arbre HP 26.

Le turboréacteur 10 présente, sensiblement au niveau de l'extrémité amont du corps haute pression, une enceinte dite amont 32 contenant des organes de type roulements et engrenages et, sensiblement au niveau de l'extrémité aval du corps haute pression, une enceinte dite aval 34 contenant des organes de type roulements.

L'arbre BP 28 est de longueur sensiblement plus élevée que l'arbre HP 26. L'arbre HP 26 comporte par ailleurs un fourreau 27, qui est traversé par une partie 29 de l'arbre BP 28. Ce fourreau 27 permet de protéger en partie l'arbre BP 28 de la chaleur élevée causée par la proximité de la chambre 18 de combustion, comme on le verra dans la suite de la présente description.

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 33 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 la majorité de la poussée.

Dans un tel turboréacteur 10, les aubages des rotors BP 28 et HP 26 et du carter 30 sont soumis à la température des gaz de la veine du flux d'air primaire P. Le carter 30 entoure la veine et porte les aubages fixes. Les arbres BP 28 et HP 26 se situent au contraire dans des cavités dans lesquelles il y a peu de mouvement d’air et ils sont donc soumis à un gradient de dilatation thermique différent de celui du carter 30. Ce phénomène est d'autant plus accentué pour un moteur de type à double flux pour lequel le carter 30 est baigné dans un flux d'air frais qui tend à le refroidir.

En particulier, l’arbre BP 28 comporte une partie longue qui s’étend à l’intérieur de l’arbre HP et qui est donc très éloignée des aubages et de la veine. Cette partie de l'arbre BP 28 se trouve par conséquent soumise à un gradient thermique sensiblement différent de celui auquel est soumis le carter 30.

Ainsi, pour une même longueur initiale de l'arbre BP 28 et de carter 30 associée, la différence de temps de réponse thermique entre l’arbre BP 28 et le carter 30, c’est-à-dire la durée à l'issue de laquelle la dilatation de ces éléments est maximale dans les conditions nominales de fonctionnement du moteur, conduit à des variations du jeu axial aux interfaces entre le turbine BP 20 et le carter 30 ou stator, et ce pour chaque étage. Ces variations relatives des déplacements axiaux entre l'arbre BP 28, et par conséquent entre le rotor basse pression et le carter 30 interviennent directement dans le dimensionnement de la turbine BP 22 dudit rotor. En effet, le cumul des variations de jeu axial de chaque étage conduit au final à une longueur Δ supplémentaire égale au nombre d’étages multiplié par la valeur du déplacement entre l'arbre BP 28 et le stator 30 pour chaque étage et cette longueur supplémentaire doit être prise en compte dans le dimensionnement de la turbine BP 22, notamment pour éviter toute interférence entre le dernier tourillon de la turbine BP 20 et le carter 30.

De plus, on a proposé d'interposer radialement entre l'arbre HP 26 et l'arbre BP 28 un fourreau 27 qui permet d'isoler une partie 29 de l'arbre BP 28, agencée globalement au droit de la chambre de combustion 18, de la chaleur dégagée par ladite chambre de combustion 18. Cette solution d’isolation accentue le temps de réponse thermique de cette partie 29 de l’arbre BP 28 par rapport au carter 30 et également par rapport au reste de l’arbre BP 28.

Par ailleurs, une partie 31 de l'arbre BP 28 qui s'étend en amont de ce fourreau 27 peut être située à proximité immédiate de parties internes 35 des disques du compresseur HP, ou poireaux qui sont à même de transmettre à l'arbre BP 28 la chaleur provenant de la chambre de combustion 18.

Or, l'étanchéité entre l'extrémité axiale de la turbine BP 20 et le carter 30 est aussi un facteur de dimensionnement. Cette étanchéité est réalisée au moyen d’un joint pour lequel un jeu de fonctionnement optimal en toutes circonstances doit être respecté. Ce jeu doit notamment être compris entre une valeur minimale, qui garantit, comme expliqué précédemment, l'absence d'interférence entre le dernier tourillon de la turbine BP 20 et le carter 30 en toutes circonstances, et une valeur maximale qui doit être compensée par une pressurisation d'une enceinte 34 dite aval interne au rotor BP, qui contient des organes de type roulements de la turbine BP, pour que les gaz de veine de la turbine BP 20 ne pénètrent pas à l'intérieur de l’enceinte 34. Il convient donc de limiter ce jeu afin de limiter les prélèvements d’air nécessaires à la pressurisation de ladite enceinte 34.

L’objectif de l’invention est de rendre la variation de jeu en extrémité de l'arbre BP 28 aussi faible que possible en harmonisant le comportement thermique de l'arbre BP 28 sur toute sa longueur et du carter 30.

L'invention vise donc en particulier à homogénéiser le comportement thermique de l'arbre BP 28 sur ses deux parties 29 et 31 afin d'assurer une évolution thermique sensiblement simultanée de la dilatation du rotor BP 28 et du stator 30.

Comme l'illustrent les figures 3 et 4, un arbre de rotor de turbomachine tel que l'arbre BP 28 comporte naturellement au moins un tronçon d'échange thermique correspondant à la partie 31 de l'arbre BP 28, qui comporte une périphérie extérieure 36, qui présente conventionnellement un diamètre D déterminé, représenté en pointillés sur la droite des figures 3 et 4, qui forme une surface libre E1 d'échange thermique.

Dans la suite de la présente description, on considérera qu'un tel tronçon peut s'étendre suivant la partie 31 de l'arbre BP 28. Toutefois cette configuration n'est pas limitative et elle peut concerner une partie agencée en aval du fourreau 27, c’est-à-dire plus généralement toutes les parties de l'arbre BP 28 agencées à l'extérieur du fourreau 27.

La surface E1 correspond à la surface de la périphérie d'un cylindre du diamètre D moyen déterminé. Le tronçon 31 de l'arbre 28 de rotor est soumis à un flux d'air dans sa partie extérieure au fourreau 27.

Pour parvenir à l'objectif de l'invention, il est par conséquent proposé d'améliorer le comportement thermique d'un rotor, notamment du rotor basse pression BP en augmentant la surface libre d'échange thermique du tronçon 31 de son arbre BP 28, afin d'assurer une simultanéité des dilatations respectives dudit arbre basse pression BP 28 et du carter 30.

Dans ce but, l'invention propose un arbre BP 28 de turbomachine du type décrit précédemment, caractérisé en ce que la périphérie extérieure 36 comporte une pluralité d'irrégularités 38 configurées pour proposer une surface E2 d'échange thermique de l'arbre BP 28 du rotor qui est supérieure à une surface E1 d'échange associée à la périphérie d'un cylindre du même diamètre D moyen déterminé, tel qu'il a été représenté sur la droite des figures 3 et 4.

Dans la suite de la description, l'invention est comme on l'a vu décrite en référence au tronçon 31 de l'arbre BP 28 de rotor d'un corps basse pression d'une turbomachine qui est extérieur au fourreau 27 de l'arbre HP 26 tubulaire d'un corps haute pression de ladite turbomachine. Il sera bien entendu compris que cette configuration, quoique préférentielle de l'invention, n'est pas limitée à l'arbre BP 28 et qu'elle pourrait s'appliquer à tout arbre d'une turbomachine susceptible de comporter des irrégularités pour voir sa surface libre d'échange thermique augmentée.

Conformément à l'invention, les irrégularités 38 comportent au moins des aspérités 40, c’est-à-dire des parties faisant saillie par rapport à une surface initiale ou théorique de diamètre moyen D de la périphérie extérieure de l'arbre BP 28 dépourvue d'irrégularités. Il sera donc compris que les aspérités 40 peuvent être obtenues par n'importe quel procédé connu de l'état de la technique, qu'il s'agisse d'un procédé d'usinage d'un arbre BP 28 de diamètre D initial, dans lequel seul le matériau métallique de l'arbre est travaillé pour former des aspérités, ou qu'il s'agisse d'un procédé d'apport de matière dans lequel un métal d'apport supplémentaire est apporté à l'arbre BP 28.

Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les aspérités 40 comportent au moins des éléments 42 déposés sur la périphérie de l'arbre BP 28.

La figure 2 illustre à titre d'exemple un procédé de projection en suspension dans un arc plasma permettant d'obtenir de telles aspérités.

Le procédé de projection par plasma d’arc de suspension de particules, connu sous l'acronyme anglo-saxon de SPS ou Suspension Plasma Spraying permet d’obtenir des dépôts céramiques d’épaisseur variant entre 1 et 50 pm. La faible granulométrie des poudres utilisées impose l’utilisation d’un liquide porteur en raison de la faible inertie dynamique des particules 42, afin de les injecter au cœur d'un jet de plasma 44. On place donc des éléments constitués de particules 42 en suspension dans un réservoir 46 soumis à une pression d'air comprimé puis les particules 42 en suspension sont sous la forme de gouttes 48 d'un diamètre de sensiblement 300 pm ou d’un jet d'un diamètre de sensiblement 150 pm dans un jet de plasma 44 produit par une torche plasma 52. Les gouttes 48 ou le jet sont fragmentés par le jet de plasma en gouttelettes 50 qui contiennent les particules solides 42 qui, après vaporisation, sont fondues et projetées sur un substrat 54 préparé à la surface de l'arbre BP 28.

Ce procédé présente l'avantage de permettre un contrôle de la porosité des dépôts en ajustant des paramètres expérimentaux tels que le courant d’arc, la nature et débit des gaz plasmagènes, la distance de dépôt et la distribution granulométrique des poudres. Il permet également aussi de réaliser des dépôts de plusieurs couches de compositions chimiques et porosités différentes en utilisant une ou plusieurs suspensions. De plus, il fonctionne à l’air libre avec des modifications mineures d'un système de projection plasma conventionnel.

En variante (non représentée), les éléments 42 peuvent être constitués de particules métalliques en forme de billes collées sur un substrat 54 adhérant à la périphérie de l'arbre BP 28.

Conformément à l'invention, les irrégularités 38 peuvent comporter au moins des cavités 56, indépendamment ou en combinaison des aspérités 40. Par cavités, il sera donc entendu des zones creuses d'absence de matière par rapport à une surface initiale ou théorique de diamètre moyen D de la périphérie extérieure de l'arbre BP 28 dépourvu d'irrégularités. Il sera donc compris que ces cavités 56 peuvent être obtenues par n'importe quel procédé connu de l'état de la technique, qu'il s'agisse d'un procédé d'usinage d'un arbre BP 28 de diamètre D initial, dans lequel seul le matériau métallique de l'arbre est travaillé pour former des cavités, ou qu'il s'agisse d'un autre procédé d'enlèvement de matière de l'arbre BP 28 comme par exemple, et de manière non limitative, un procédé d'électroérosion. Les cavités 56 permettent d'augmenter la surface d'échange de manière à proposer une surface libre d'échange Έ2 supérieure à la surface E1 d'échange thermique associée à la périphérie 36 d'un cylindre du même diamètre moyen D déterminé.

De préférence, selon des deuxième à quatrième modes de réalisation de l'invention, les cavités 56 sont obtenues par un procédé d'usinage.

La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation de l'invention, dans lequel la périphérie 36 de l'arbre BP 28 comporte au moins une rainure circulaire 56 formant la cavité. Sur la figure 3, on a représenté un arbre BP 28 comportant une pluralité de rainures 56 parallèles présentant une section en V, mais il sera compris que cette configuration n'est pas limitative de l'invention et que les rainures 56 pourraient prendre tout autre profil. La surface d'échange Έ2 correspond donc à la surface totale de la périphérie 36 de l'arbre, y compris celle des bords 57 des rainures 56.

La figure 4 illustre un troisième mode de réalisation de l'invention, dans lequel la périphérie 36 de l'arbre BP 28 comporte au moins un filet unique 60 de pas p et de diamètre nominal déterminé formant la cavité.

Dans l'exemple qui a été représenté ici, le filetage de l'arbre BP 28 est réalisé par exemple par roulage et il délimite dans l'arbre BP 28, comme on le voit sur la coupe de la figure 3, des cavités 56 au fond du filet 60, mais aussi une dent hélicoïdale 58 de hauteur h formant des aspérités 40.

La dent 58 s'étend au-delà du diamètre D initial de l'arbre BP 28 car elle est formée par la matière du fond de filet qui est repoussée lors de la formation du filet 60 obtenu par roulage. La surface d'échange E2 correspond donc à la surface totale de la périphérie 36 de l'arbre, y compris celle des bords 57 du filet 60.

A titre d’exemple, pour un filetage 60 avec une dent 58 ayant des sommets de hauteur h égale à 1/6 de l’épaisseur du rotor BP 28 et de pas p ayant une dimension équivalente à 1/100e de celle de l’arbre BP 28, c’est-à-dire des hauteur h et pas p de l'ordre du centième de millimètre, le gain sur le temps de réponse thermique de l’arbre BP 28 par rapport au carter 30 peut atteindre jusqu'à 33%.

Un arbre BP 28 lisse d’une longueur de 2m présenterait une surface d’échange d’environ 0.5 m². Un arbre similaire pourvu de dents de hauteur h égale à 2,5mm selon un pas p de 3mm, permet de doubler la surface d’échange.

Il sera compris que cette configuration n'est pas limitative de l'invention et que le filet 60 pourrait ne comporter que des cavités 56, dans le cas d'un filet obtenu par enlèvement de matière.

Enfin, selon un quatrième mode de réalisation de l'invention (non représenté), la périphérie 36 de l'arbre BP 28 peut comporter au moins une rainure longitudinale formant la cavité, ou de préférence une série de rainures distribuées angulairement de manière régulière, ceci afin d'assurer un bon équilibrage de l'arbre BP 28.

Avantageusement, le tronçon d'échange thermique 31 peut comporter, à sa jonction avec une extrémité amont du fourreau 27, au moins une rainure longitudinale ou un filet 60 de pas déterminé du type précité, qui permet d'aspirer un flux d'air à l'intérieur dudit fourreau 27, et d'améliorer le refroidissement de la partie 29 de l'arbre BP 28 en réduisant son confinement dans le fourreau 27. Cette rainure longitudinale ou un filet 60 de pas déterminé peut être réalisé dans la continuité ou indépendamment d'irrégularités 38 d'un autre type.

L'invention trouve donc à s'appliquer à toute turbomachine comportant au moins un arbre BP 28 de rotor du type décrit précédemment et de limiter l'incidence des phénomènes de dilatation différentielle des arbres, et notamment de l'arbre BP 28.

Ainsi, l'invention s'applique de manière particulièrement avantageuse à une turbomachine 10 , comportant un arbre BP 28 de rotor d'un corps basse pression, un corps haute pression comportant un compresseur haute pression 16 comportant des aubages et des disques, et un fourreau 27 lié à un des disques du compresseur 16, le fourreau 27 de ladite turbomachine 10 recouvrant une partie de l'arbre 28 de rotor du corps basse pression. Dans cette configuration, l'arbre 28 de rotor basse pression comporte au moins une partie 31 formant tronçon d'échange thermique à l'extérieur du fourreau 27, qui comporte une périphérie extérieure de diamètre déterminé formant une surface libre d'échange thermique avec les disques du compresseur haute pression 16, ce qui permet d'améliorer sensiblement le comportement thermique de l'arbre BP 28 du rotor basse pression.

Claims

REVENDICATIONS

1. Arbre (28) de rotor de turbomachine, comportant au moins une partie (31) comportant une périphérie extérieure (36) de diamètre (D) déterminé

5 formant une surface (E) libre d'échange thermique avec l'environnement dudit rotor, caractérisé en ce que la périphérie extérieure (36) comporte une pluralité d'irrégularités (38) configurées pour proposer une surface d'échange (E2) thermique de l'arbre (28) du rotor supérieure à une surface (E1) d'échange 10 thermique associée à la périphérie (36) d'un cylindre du même diamètre moyen (D) déterminé.
2. Arbre (28) de rotor selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les irrégularités (38) comportent au moins des aspérités (40).
3. Arbre (28) de rotor selon la revendication précédente, caractérisé en ce 15 que les aspérités (40) comportent au moins des éléments (42) déposés sur la périphérie (36) de l'arbre (28).
4. Arbre (28) de rotor selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les éléments (42) comportent des particules déposées sur un substrat adhérant à la périphérie de l'arbre telles que des particules céramiques

20 submicroniques projetées sur l'arbre (28) par un procédé de projection en suspension dans un arc plasma (50) sur un substrat (54) adhérant à la périphérie (36) de l'arbre (28), ou des particules métalliques collées sur un substrat (54) adhérant à la périphérie (36) de l'arbre (28).
5. Arbre (28) de rotor selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en 25 ce que les irrégularités (38) comportent au moins des cavités (56).
6. Arbre (28) de rotor selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la périphérie comporte au moins une rainure circulaire (56) formant la cavité.
7. Arbre (28) de rotor selon la revendication 5, caractérisé en ce que la 30 périphérie comporte au moins une rainure longitudinale formant la cavité.
8. Arbre (28) de rotor selon la revendication 5, caractérisé en ce que la périphérie comporte au moins un filet (60) de pas (p) et diamètre nominal déterminé formant les cavités (56).
9. Turbomachine (10), comportant au moins un arbre (28) de rotor d'un corps basse pression traversant au moins un fourreau (27) de ladite turbomachine (1Ό), le fourreau (27) isolant une partie de l'arbre (28) de rotor dudit corps basse ptession, caractérisée en ce que l'arbre (28) de rotor comporte au moins un tronçon d'échange thermique (31), formé à l'extérieur du fourreau (27), qui comporte une périphérie extérieure (36) de diamètre (D) déterminé formant une surface (E) libre d'échange thermique avec l'environnement dudit arbre (28) comportant une pluralité d'irrégularités (38) configurées pour proposer une surface d'échange (E2) thermique de l'arbre (28) du rotor supérieure à une surface (E1) d'échange thermique associée à la périphérie (36) d'un cylindre du même diamètre moyen (D) déterminé.
10. Turbomachine (10) selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le tronçon d'échange thermique (31) comporte, à sa jonction avec une extrémité amont du fourreau (27), au moins une rainure longitudinale ou un filet de pas déterminé, configuré pour aspirer un flux d'air à l'intérieur dudit fourreau (27).