FR3063118A1 - Ensemble de pieces de turbomachine avec une aube de stator a plateforme integree et turbomachine correspondante - Google Patents

Ensemble de pieces de turbomachine avec une aube de stator a plateforme integree et turbomachine correspondante Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un ensemble de pièces de turbomachine (50) d'axe longitudinal (X), comprenant au moins une première et une deuxième aubes de stator (1, 1') adjacentes, chaque première et deuxième aubes de stator (1, 1') étant métalliques et comprenant une pale (2) et une plateforme (9) intégrée s'étendant de part et d'autre de la pale en formant une partie de plateforme intrados (9I) et une partie de plateforme extrados (9E), l'ensemble comprenant au moins une ailette (13) allongée suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (X), présentant un corps avec une section transversale de forme triangulaire s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe longitudinal (X) et s'étendant axialement à chevauchement supérieur de bords longitudinaux (11 A, 11 B) adjacents de chacune des parties de plateforme intrados et extrados des aubes adjacentes, ce chevauchement étant au moins longitudinalement partiel sur lesdits bords longitudinaux des parties de plateforme.

Description

© N° de publication : 3 063 118 (à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national : 17 51351 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
COURBEVOIE © Int Cl8 : F04 D 29/66 (2017.01), F 04 D 29/54, F 01 D 5/14, 11/ 00, 9/04
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION A1
©) Date de dépôt : 21.02.17. © Demandeur(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES —
(30) Priorité : FR.
@ Inventeur(s) : FORESTO PAUL, ANTOINE et
ORIEUX KAELIG, MERWEN.
(43) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 24.08.18 Bulletin 18/34.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Se reporter à la fin du
présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux ® Titulaire(s) : SAFRAN AIRCRAFT ENGINES.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : (© Mandataire(s) : GEVERS & ORES Société anonyme.
ENSEMBLE DE PIECES DE TURBOMACHINE AVEC UNE AUBE DE STATOR A PLATEFORME INTEGREE ET TURBOMACHINE CORRESPONDANTE.
FR 3 063 118 - A1 (5/) L'invention concerne un ensemble de pièces de turbomachine (50) d'axe longitudinal (X), comprenant au moins une première et une deuxième aubes de stator (1, T) adjacentes, chaque première et deuxième aubes de stator (1, T) étant métalliques et comprenant une pale (2) et une plateforme (9) intégrée s'étendant de part et d'autre de la pale en formant une partie de plateforme intrados (9I) et une partie de plateforme extrados (9E), l'ensemble comprenant au moins une ailette (13) allongée suivant une direction sensiblement parallèle à l'axe longitudinal (X), présentant un corps avec une section transversale de forme triangulaire s'étendant radialement vers l'extérieur par rapport à l'axe longitudinal (X) et s'étendant axialement à chevauchement supérieur de bords longitudinaux (11 A, 11 B) adjacents de chacune des parties de plateforme intrados et extrados des aubes adjacentes, ce chevauchement étant au moins longitudinalement partiel sur lesdits bords longitudinaux des parties de plateforme.
Figure FR3063118A1_D0001
Figure FR3063118A1_D0002
Ensemble de pièces de turbomachine avec une aube de stator à plateforme intégrée et turbomachine correspondante.
1. Domaine de l’invention
La présente invention concerne le domaine des turbomachines et en particulier à double flux dans lequel circulent des flux d’air d’amont en aval. Elle vise plus précisément une aube de stator de turbomachine.
2. Etat de la technique
II est connu des turbomachines double flux comportant une soufflante mobile disposée en amont d’un générateur de gaz selon la circulation des gaz dans la turbomachine. Le générateur de gaz est logé autour d’un carter intérieur annulaire tandis que la soufflante est logée dans un carter extérieur annulaire. Ces carters intérieur et extérieur sont séparés par un carter inter-veine annulaire de manière à délimiter une veine primaire et une veine secondaire. La soufflante comprend des aubes de soufflante avec chacune une extrémité libre en regard du carter extérieur de manière à comprimer un flux d’air incident au moins dans la veine secondaire et, de préférence, également dans la veine primaire. La turbomachine est dite à soufflante carénée. Le flux d’air circulant dans la veine primaire est classiquement comprimé par des étages de compresseur de la turbomachine avant d’entrer dans la chambre de combustion. L’énergie de combustion est récupérée par des étages de turbine qui participent à l’entraînement des étages de compresseur et de la soufflante. Le flux d’air circulant dans la veine secondaire participe pour sa part à la poussée de la turbomachine.
De manière classique, la veine secondaire comporte, en aval de la soufflante, des aubes de stator connues sous le terme de redresseurs ou d’aubes de guidage de sortie pour la désignation anglaise de « Outlet Guide Vanes » (siglée OGV). Ces aubes de stator sont disposées radialement depuis l’axe de rotation de la soufflante, en aval des aubes de soufflante et permettent de redresser le flux généré et dévié par cette dernière au cours de sa rotation. Le redressement du flux permet l’augmentation de la pression statique en réduisant la vitesse de l’écoulement dans le repère fixe mais s’accompagne d’une perte de pression totale. Les aubes de stator sont conçues de manière à minimiser ces pertes qui dégradent le comportement de celles-ci. Cependant, il existe également des pertes par frottement et des pertes causées par un tourbillon de passage. Le tourbillon de passage est généré du fait de la présence d’une paroi au niveau du pied de chaque aube. Ces tourbillons de passage prennent une forme sensiblement de fer à cheval et se répartissent à l’intrados et à l’extrados des aubes. A son entrée dans un passage formé entre deux aubes adjacentes, le tourbillon de passage migre de l’intrados d’une aube vers l’extrados de l’aube adjacente. Lorsque le tourbillon heurte l’extrados de l’aube, celui-ci peut donner naissance à un décollement aérodynamique. Une solution pour réduire la présence de ce tourbillon entre deux aubes adjacentes consiste à aménager plusieurs ailettes ou « fin >> en anglais sur des plateformes entre les aubes. Un exemple d’ailettes est décrit dans le document WO2015/092306 où celles-ci sont agencées entre des aubes de compresseur. Cependant, il s’agit là d’une simple modélisation utilisant des calculs aérodynamiques qui n’intègre pas les contraintes de fabrication et d’implantation des ailettes entre les aubes.
Cette contrainte d’intégration se pose davantage pour les aubes de stator comprenant une plateforme intégrée, c’est-à-dire que la pale de l’aube et la plateforme sont formées d’une seule et même pièce. En particulier, lors de la réalisation des surfaces aérodynamiques et du congé de raccordement avec la plateforme, l’outil d’usinage est maintenu perpendiculaire à la surface usinée. L’usinage d’une ailette trop proche de l’intrados ou de l’extrados des pales serait quasiment impossible ce qui rend l’intégration de l’ailette sur la plateforme côté intrados ou extrados de l’aube presque irréalisable.
3. Objectif de l’invention
La présente invention a notamment pour objectif de proposer une solution d’intégration des ailettes entre les aubes de stator à plateforme intégrée.
4. Exposé de l’invention
On parvient à cet objectif conformément à l’invention grâce à un ensemble de pièces de turbomachine d’axe longitudinal, comprenant au moins une première et une deuxième aubes de stator adjacentes, chaque première et deuxième aubes de stator étant métalliques et comprenant une pale et une plateforme intégrée s’étendant de part et d’autre de la pale en formant une partie de plateforme intrados et une partie de plateforme extrados, l’ensemble comprenant au moins une ailette allongée suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal, présentant un corps avec une section transversale de forme triangulaire s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe longitudinal et s’étendant axialement à chevauchement supérieur de bords longitudinaux adjacents de chacune des parties de plateforme intrados et extrados des aubes adjacentes, ledit chevauchement étant au moins longitudinalement partiel sur lesdits bords longitudinaux des parties de plateforme.
Ainsi, cette solution permet d’atteindre l’objectif susmentionné. On obtient parmi la première et la deuxième aubes de stator au moins une aube monobloc avec une pale, une plateforme et au moins une portion d’ailette. En particulier, une telle portion d’ailette permet de favoriser l’intégration d’une ailette et l’usinage de l’aube monobloc lors de sa fabrication. L’ailette formée après la juxtaposition des aubes les unes par rapport aux autres permet, d’autre part, de guider les tourbillons de passage facilement.
Selon une caractéristique de l’invention, l’ailette est formée par deux portions d’ailette formées chacune d’un seul tenant avec sa partie de plateforme intrados et extrados correspondante.
De manière avantageuse, mais non limitativement, chaque portion d’ailette s’étend radialement depuis un bord latéral des parties de plateforme intrados et extrados.
Selon une autre caractéristique, l’ensemble comprend un joint interplateforme disposé entre les bords longitudinaux des parties de plateforme intrados et extrados des première et deuxième aubes adjacentes. Un tel joint permet l’étanchéité entre deux parties de plateformes adjacentes et assure la continuité entre les portions d’ailette.
Selon une caractéristique de l’invention, l’ailette présente une hauteur sensiblement constante le long de sa ligne moyenne de squelette.
Suivant un mode de réalisation de l’invention, l’ailette présente une longueur sensiblement égale à la longueur de la corde axiale des pales s’étendant entre un bord d’attaque et un bord de fuite. Une telle configuration permet un guidage des tourbillons de passage sur une très grande distance au moins le long des parois des aubes et de la plateforme.
Suivant un autre mode de réalisation de l’invention, l’ailette présente une longueur inférieure à la longueur de la corde axiale des pales s’étendant entre un bord d’attaque et un bord de fuite.
Selon encore une autre caractéristique, chaque pale présente une surface intrados et une surface extrados, chaque portion d’ailette étant disposée à une distance prédéterminée de la surface intrados et de la surface extrados. Cette configuration permet également de faciliter l’usinage de l’aube avec sa plateforme intégrée et de l’ailette monobloc.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les bords longitudinaux des plateformes sont rectilignes et s’étendent suivant une direction parallèle à l’axe longitudinal, les portions d’ailette étant sensiblement rectilignes à chevauchement au moins partiel des bords longitudinaux. Ces portions d’ailettes peuvent présenter une longueur inférieure à celle des bords longitudinaux.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les bords longitudinaux des plateformes sont rectilignes et s’étendent suivant une direction parallèle à l’axe longitudinal et les portions d’ailette sont sensiblement curvilignes à chevauchement au moins partiel des bords longitudinaux et au moins aux extrémités amont et aval des portions d’ailettes.
Selon une autre caractéristique de l’invention, chaque portion d’ailette est répartie entre les parties de plateformes intrados et extrados de manière égale.
Selon un mode de réalisation de l’invention, les portions d’ailette sont sensiblement symétriques par rapport à un plan transversal médian perpendiculaire à l’axe longitudinal.
Selon un autre mode de réalisation de l’invention, les portions d’ailette sont asymétriques par rapport à un plan transversal médian perpendiculaire à l’axe longitudinal.
L’invention concerne également une roue aubagée comprenant une pluralité d’aubes de stator adjacentes selon l’une quelconque des caractéristiques précédentes.
L’invention concerne également une turbomachine comprenant au moins un ensemble de pièces selon l’une quelconque des caractéristiques susmentionnée.
La turbomachine comprend, de manière avantageuse, mais non limitativement, une soufflante et une roue aubagée comprenant une pluralité d’aubes de stator à redressement d’un flux secondaire de la turbomachine en aval de la soufflante dont les aubes de stator de l’ensemble de pièces sont des aubes de ladite roue aubagée.
5. Brève description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative détaillée qui va suivre, de modes de réalisation de l’invention donnés à titre d’exemples purement illustratifs et non limitatifs, en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels :
La figure 1 représente schématiquement une turbomachine avec une soufflante en amont d’un générateur de gaz et à laquelle s’applique l’invention ;
La figure 2 est une vue en perspective d’un exemple d’aube de stator selon l’invention, sans représenter d’ailette ;
La figure 3 illustre de manière schématique une vue de dessus de deux aubes de stator adjacentes ;
La figure 4 est une vue en perspective d’un ensemble de pièces selon l’invention dans lequel au moins une ailette en deux portions est agencée entre deux aubes de stator adjacentes ;
La figure 5 illustre de manière schématique et en vue de dessus un autre mode de réalisation d’un ensemble de pièces selon l’invention avec une ailette en deux portions qui est agencée entre deux aubes selon l’invention ;
La figure 6 illustre un autre mode de réalisation d’une l’ailette formée en une seule partie et chevauchant au moins partiellement les bords longitudinaux des plateformes adjacentes suivant une vue de dessus ;
La figure 7a est une vue en perspective d’un autre mode de réalisation de l’invention dans lequel au moins une ailette en une seule partie chevauche partiellement au moins un bord longitudinal des plateformes adjacentes ;
La figure 7b est une vue partielle en perspective illustrant le précepte simplifié de réalisation du chevauchement du mode de réalisation de la figure 7a et de celui de la figure 5 ;
La figure 8a est une vue en perspective d’un autre mode de réalisation de l’invention dans lequel, comme dans le cas de la figure 7a, au moins une ailette en une seule partie chevauche partiellement au moins un bord longitudinal des plateformes adjacentes ;
La figure 8b est une vue partielle en perspective illustrant le précepte simplifié de réalisation du chevauchement du mode de réalisation de la figure 8a ; et,
La figure 9 représente une variante de réalisation de la figure 6 suivant une vue de dessus et dans laquelle l’ailette est aussi formée en une seule partie mais dans laquelle les bords longitudinaux des plateformes adjacentes sont découpés différemment.
6. Description de modes de réalisation de l’invention
La figure 1 illustre une turbomachine 50 telle qu’un turboréacteur pour aéronef à laquelle s’applique l’invention. Cette turbomachine 50 est ici une turbomachine double flux qui s’étend suivant un axe longitudinal X. La turbomachine 50 comprend de manière générale une nacelle 51 externe entourant un générateur de gaz 52 en amont duquel est montée une soufflante 53. Dans la présente invention, et de manière générale, les termes « amont >> et « aval >> sont définis par rapport à la circulation des gaz dans la turbomachine. Les termes « supérieur >> et « inférieur >> sont définis par rapport à un axe radial Z perpendiculaire à l’axe X et au regard de l’éloignement par rapport à l’axe longitudinal X. Un axe transversal Y est également perpendiculaire à l’axe longitudinal X et à l’axe radial Z. Ces axes, X, Y, Z représentés sur la figure 1 forment un repère orthonormé.
Le générateur de gaz 52 comprend dans cet exemple, d’amont en aval, un compresseur basse pression 54, un compresseur haute pression 55, une chambre de combustion 56, une turbine haute pression 57 et une turbine basse pression 58. Le générateur de gaz 52 est logé autour d’un carter interne 59.
La soufflante 53 est ici carénée. Elle est également logée dans la nacelle 51. La soufflante 53 comprime un flux d’air F entrant dans la turbomachine 50 qui se divise en un flux d’air chaud ou primaire circulant dans une veine primaire V1 annulaire laquelle traverse le générateur de gaz 52 et un flux d’air froid ou secondaire circulant dans une veine secondaire V2 annulaire autour du générateur de gaz 52. En particulier, la veine primaire V1 et la veine secondaire V2 sont séparées par un carter inter-veine 60 annulaire disposée entre la nacelle 51 et le carter interne 59. Le flux d’air chaud circulant dans la veine primaire V1 est classiquement comprimé par des étages de compresseur 54, 55 avant d’entrer dans la chambre de combustion 56. L’énergie de combustion est récupérée par des étages de turbine 57, 58 qui assurent l’entraînement des étages de compresseur et de la soufflante. Le flux d’air froid circulant dans la veine secondaire V2 est orienté suivant l’axe longitudinal et participe pour sa part à fournir la majorité de la poussée de la turbomachine.
La nacelle 51 présente une forme générale cylindrique. La nacelle 51 comprend un carter extérieur de soufflante 61 solidaire de celle-ci et entourant une pluralité d’aubes mobiles de soufflante 62 qui sont montées et qui s’étendent radialement depuis un arbre de soufflante en rotation suivant l’axe X par rapport à la nacelle. L’extrémité libre de chaque aube 62 de la soufflante 53 est en regard du carter extérieur de soufflante 61. L’arbre de soufflante est relié à un arbre de puissance du générateur de gaz 52.
Dans la veine secondaire V2 est agencée au moins une aube de stator 1 ou fixe radiale permettant de redresser le flux d’air froid généré par la soufflante 53. Dans la présente invention, nous entendons par le terme « aube fixe » ou « aube de stator », une aube qui n’est pas entraînée en rotation autour de l’axe X de la turbomachine. En d’autres termes, cette aube de stator est distincte et contraire à une aube mobile ou de rotor de la turbomachine.
Dans le présent exemple, une pluralité d’aubes de stator 1 d’une roue aubagée est agencée transversalement dans la nacelle 51 sensiblement dans un plan transversal à l’axe longitudinal X. A titre d’exemple, des aubes de stator dont le nombre est compris entre dix et cinquante sont nécessaires au redressement du flux d’air froid. Ces aubes de stator 1 sont disposées en aval de la soufflante 53. Celles-ci sont régulièrement réparties autour de l’axe X de la turbomachine 50.
En référence à la figure 2, chaque aube de stator 1 comprend une pale 2 qui est balayée par le flux d’air froid généré par la soufflante. Cette pale 2 s’étend radialement entre une extrémité de pied 3 et une extrémité de tête 4. La pale 2 comprend également une surface intrados 5 et une surface extrados (non visible sur cette figure) s’étendant axialement suivant l’axe longitudinal X, entre un bord d’attaque 7, amont et un bord de fuite 8, aval. Les surfaces intrados et extrados 5 sont donc opposées transversalement l’une à l’autre. Entre le bord de fuite 8 et le bord d’attaque 7 s’étend une corde axiale. Cette corde axiale a ici une longueur sensiblement constante. L’aube de stator 1 comprend également une plateforme 9 depuis laquelle s’étend la pale 2.
La plateforme 9 est solidarisée à la pale 2 au niveau de son extrémité de pied 3. En particulier, la plateforme 9 est intégrée à la pale 2. En d’autres termes, la pale 2 et la plateforme 9 sont formées d’un seul tenant ou en une seule partie pour former une aube de stator monobloc. La plateforme 9 s’étend transversalement de part et d’autre de la pale 2 pour former une partie de plateforme extrados 9E et une partie de plateforme intrados 91. La plateforme 9 présente une forme sensiblement parallélépipédique. Plus précisément, la plateforme s’étend axialement entre une première bordure 10A, en amont et une deuxième bordure 10B opposée, en aval. Celle-ci s’étend également entre deux bords longitudinaux 11 A, 11B opposés transversalement et permettant la jonction des aubes adjacentes. Ces bords longitudinaux peuvent aussi être qualifiés de bords latéraux de plateforme.
Chaque aube de stator 1 est fixée au carter inter-veine 60 et à la nacelle 51. De manière à permettre la reprise des efforts, la roue aubagée, et plus particulièrement au moins certaines de ces aubes, assure un rôle structural. Dans cet exemple, l’extrémité de tête 4 de la pale 2 est reliée à une virole 68 de la nacelle 51 (cf. figure 1). L’aube de stator 1 comprend des brides 12 disposées endessous de la plateforme 9. Ces brides 12 permettent la fixation de l’aube de stator 1 sur le carter inter-veine 60 de la turbomachine grâce à des moyens de fixation adéquats (non représentés). Les plateformes des aubes accolées permettent de créer une partie de la peau interne de la veine secondaire V2.
L’aube de stator 1 monobloc est réalisée dans un matériau métallique. Celle-ci est réalisée par un moulage puis est usinée pour obtenir la forme finale.
Dans un exemple de réalisation de la pale, celle-ci présente un évidement central traversant la pale de part et d’autre suivant l’axe transversal. L’évidement central est comblé par une pièce rapportée. Cette dernière peut être réalisée dans un matériau composite et être solidarisée à la pale métallique.
Sur les figures 3 à 9 sont illustrés en tout ou partie des ensembles de pièces comprenant deux pales adjacentes, consécutives, ici suivant l’axe transversal, s’étendant depuis une plateforme. En particulier, une première aube de stator 1 et une deuxième aube de stator 1 ’ sont adjacentes. Chaque première aube et deuxième aube de stator 1,1’ comprend une pale et une plateforme intégrée. Cet ensemble comprend également une ailette 13 agencée entre les première et deuxième aubes de stator 1,1’. L’ailette 13, est allongée suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X. En particulier, l’ailette 13 s’étend entre la première bordure 10A et la deuxième bordure 10B des parties de plateforme intrados et extrados des aubes 1,1’. L’ailette 13 présente un corps ayant une section transversale de forme sensiblement triangulaire. Elle s’étend également radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe longitudinal X, côté extérieur des plateformes.
Le corps de l’ailette 13 comprend une base depuis laquelle s’étendent deux faces inclinées 16, 17 ou obliques se rejoignant en partie supérieure au niveau d’une arête. De manière alternative, le corps comprend des faces courbes se rejoignant en partie supérieure de l’ailette. Comme nous pouvons le voir sur les figures, l’ailette 13 présente une ligne moyenne de squelette A définissant la trajectoire de celle-ci. L’ailette 13 s’étend axialement à chevauchement supérieur de bords longitudinaux adjacents de chacune des parties adjacentes de plateforme intrados et extrados des aubes adjacentes. Ce chevauchement est au moins longitudinalement partiel sur les bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme.
Sur les figures 3, 4 et 5 sont représentés des premiers modes de réalisation de l’ailette 13 chevauchant au moins partiellement les bords longitudinaux des plateformes et formée de deux portions d’ailettes distinctes. Ces premiers modes de réalisation sont donc selon un premier principe d’ailette en deux portions d’ailettes.
Sur la figure 3, l’ailette 13 s’étend transversalement entre la plateforme de la première aube 1 et la plateforme de la deuxième aube 1’ et en particulier entre les parties de plateforme intrados 9I et extrados 9E. En d’autres termes, la première aube et la deuxième aube sont agencées de part et d’autre de l’ailette 13. En particulier, cette dernière 13 est disposée à cheval transversalement et longitudinalement entre la partie de plateforme intrados 9I de la première aube 1 et la partie de plateforme extrados 9E de la deuxième aube 1’. L’ailette 13 est également formée par deux portions d’ailette, distinctes qui, une fois accolées, forment ladite ailette. Les portions d’ailette sont séparées à l’endroit de la jonction des parties de plateforme extrados et intrados. Plus précisément, une première portion 13A et une deuxième portion 13B sont opposées transversalement. Les première et deuxième portions 13A, 13B sont chacune formées d’un seul tenant avec leur partie correspondante de plateforme intrados et extrados 9I, 9E. Autrement dit, chaque partie de plateforme intrados et extrados comprend une première portion ou une deuxième portion de l’ailette 13A, 13B. Les première et deuxième portions d’ailette 13A, 13B s’étendent radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe longitudinal. Chaque portion d’ailette s’étend également radialement depuis les bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateformes intrados et extrados. Les première et deuxième portions d’ailette 13A, 13B présentent chacune également une section transversale de forme sensiblement triangulaire. L’ailette 13 présente une hauteur comprise entre 5 mm et 50 mm. Cette hauteur est sensiblement constante le long de sa ligne moyenne de squelette A. Suivant une autre caractéristique, l’ailette présente une hauteur comprise entre 5% et 15% de la hauteur de la veine secondaire V2.
Dans cet exemple illustré à la figure 3, l’ailette 13 présente une longueur sensiblement égale à celle de la corde axiale des pales. Cette ailette 13 présente une extrémité amont 18 sensiblement alignée avec les bords d’attaque 7 des pales adjacentes et une extrémité aval 19 sensiblement alignée avec les bords de fuite 8 des pales adjacentes. Néanmoins, les portions d’ailettes 13A, 13B présentent une longueur inférieure à celle des bords longitudinaux 11 A, 11 B. La ligne moyenne de squelette A de l’ailette est sensiblement parallèle à la corde axiale des pales des aubes adjacentes. En particulier, la ligne moyenne de squelette A présente une courbure. Comme nous pouvons le voir sur cette figure, les bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateformes extrados et intrados s’étendent suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal X. En particulier, les bords longitudinaux 11 A, 11B présentent également une courbure à l’endroit de la jonction ou de l’interface des première et deuxième portions d’ailette. La courbure des bords longitudinaux 11 A, 11B au niveau de l’interface est sensiblement parallèle à la ligne moyenne de squelette A de l’ailette 13. En d’autres termes, les portions d’ailette 13A, 13B sont sensiblement curvilignes à chevauchement supérieur des bords longitudinaux 11 A, 11B curvilignes et aux extrémités amont et aval des portions d’ailette 13A, 13B.
Les dimensions des portions d’ailette sont réparties de manière égale et constante sur chaque partie de plateforme intrados et extrados. Ici, la largeur de chaque portion d’ailette est sensiblement constante le long de la ligne moyenne de squelette A entre l’extrémité amont 18 et l’extrémité aval 19. L’ailette 13 est également symétrique par rapport à un plan transversal médian ici perpendiculaire à l’axe longitudinal X.
Lorsque les aubes de stator 1,1’ sont montées les unes à la suite des autres de manière adjacente autour de l’axe longitudinal X, les parties de plateforme intrados et extrados 9I, 9E, ainsi que les portions d’ailette 13A, 13B sont adjacentes et accolées de manière à former une ailette 13 permettant de réduire les tourbillons de passage.
En référence à la figure 4, illustrant une variante de réalisation, l’ailette est formée également de deux portions d’ailette 13A, 13B distinctes et formées chacune d’un seul tenant avec une partie correspondante de plateforme intrados ou extrados. Dans cette variante, les bords longitudinaux 11 A, 11B sont rectilignes et sensiblement parallèles à l’axe longitudinal X. Les portions d’ailette 13A, 13B sont également rectilignes et à chevauchement supérieur longitudinal des bords longitudinaux 11A, 11B des parties de plateforme intrados et extrados. L’ailette 13 présente une longueur sensiblement égale à celle des bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme intrados et extrados. L’ailette, dans ce mode de réalisation illustré à la figure 4, n’est pas de section sensiblement triangulaire mais sa section s’apparente à un demi-bourrelet sensiblement de section circulaire.
Sur la figure 5 est illustrée une variante du premier mode de réalisation de l’ailette 13. La ligne moyenne de squelette A de l’ailette est également sensiblement parallèle à celle des pales des aubes adjacentes. En particulier, la ligne moyenne de squelette A présente une courbure sensiblement identique à celle des pales adjacentes. Les bords longitudinaux 11 A, 11B s’étendent suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal. Toutefois, les bords longitudinaux 11 A, 11B ne présentent pas de courbure à l’interface des première et deuxièmes portions d’ailettes. Les bords longitudinaux 11 A, 11B sont effet ici rectilignes. Dans cet exemple de réalisation, la longueur de l’ailette 13 est inférieure à celle de la corde axiale des pales 2 des premières et deuxièmes aubes 1, T adjacentes. Ainsi, les portions d’ailette 13A, 13B présentent une longueur inférieure à celle des bords longitudinaux 11 A, 11 B. L’extrémité amont 18 de l’ailette 13 est en aval des bords d’attaque 7 des pales 2 des première et deuxième aubes adjacentes. L’extrémité aval 19 de l’ailette 13 est en amont des bords de fuite 8 des pales 2 des première et deuxième aubes adjacentes. A titre d’exemple, la partie de plateforme intrados 9I de la première aube 1 porte environ 70% de l’ailette alors que la partie de plateforme extrados 9E de l’aube adjacente porte les 30% environ restantes de l’ailette, sans que ces dernières soient découpées au niveau de leurs arêtes supérieures. En d’autres termes, l’ailette est coupée en deux à la séparation des plateformes indépendamment de la forme de son squelette. La répartition des portions d’ailette est ici déséquilibrée. La largeur de la première portion d’ailette 13A est supérieure à la largeur de la deuxième portion d’ailette 13B. Sur cette figure, l’ailette 13 est asymétrique par rapport à un plan transversal médian perpendiculaire à l’axe longitudinal X.
Chaque première et deuxième portions d’ailette 13A, 13B est disposée à une distance d prédéterminée de la surface intrados 5 et de la surface extrados 6 de manière à favoriser l’usinage de l’ailette 13 et de l’aube monobloc. Cette distance d prédéterminée, prise au niveau de la zone médiane de la plateforme, suivant l’axe longitudinal, est en particulier nécessaire pour le dégagement de l’outil d’usinage. La distance d prédéterminée est comprise entre 3 et 5 fois la largeur de la portion d’ailette portée par une partie de plateforme extrados ou intrados. La largeur de la portion de l’ailette est considérée au niveau de la base du corps de l’ailette.
La figure 6 illustre un autre mode de réalisation dans lequel l’ailette 13 est formée en une seule partie et est à chevauchement supérieur au moins partiel des bords longitudinaux adjacents de chacune des plateformes adjacentes. Dans cet exemple, les bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme sont curvilignes suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal. La ligne moyenne de squelette A de l’ailette est également curviligne et s’étend suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe X. L’ailette 13 présente également une longueur sensiblement égale à celle de la corde axiale des pales. Cependant, la longueur de l’ailette 13 est inférieure à celle des bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme intrados et extrados 9I, 9E. L’ailette 13 est formée d’un seul tenant avec une partie de plateforme extrados ou intrados, ici la partie de plateforme intrados 9I de la première aube 1. L’ailette 13 s’étend radialement depuis le bord longitudinal 11A de la partie de plateforme intrados. L’ailette 13 chevauche en partie supérieure les bords longitudinaux 11 A, 11B et la partie de plateforme de l’aube adjacente.
La figure 9 illustre une variante du mode de réalisation de la figure 6 dans lequel l’ailette 13 est formée en une seule partie et à chevauchement supérieur au moins partiel des bords longitudinaux adjacents de chacune des parties de plateformes extrados et intrados. Dans cet exemple, les bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme sont rectilignes suivant une direction parallèle à l’axe longitudinal X. La ligne moyenne de squelette A de l’ailette est curviligne et s’étend suivant une direction parallèle à l’axe longitudinal X. Comme pour la figure 5, l’ailette 13 présente une longueur inférieure à celle de la corde axiale des pales 2 des première et deuxième aube 1, 1’ adjacentes ainsi que des bords longitudinaux 11 A, 11 B. L’ailette 13 est formée d’un seul tenant avec une seule des parties de plateforme. L’ailette 13 s’étend radialement depuis un bord longitudinal de la partie de plateforme correspondante, ici la partie de plateforme intrados 9I de la première aube 1. L’ailette 13 chevauche en partie supérieure les bords longitudinaux 11 A, 11 B. Une portion de l’ailette chevauche longitudinalement la partie de plateforme de l’aube adjacente, ici la partie de plateforme extrados 9E de la deuxième aube 1 ’ adjacente comme cela est visible sur la figure 9. Les bords longitudinaux 11 A, 11B sont en regard l’un de l’autre. Une portion de l’ailette 13 surplombe, en y étant rattaché, le bord longitudinal 11A de la partie de plateforme intrados 9I. Une face inférieure de la base de l’ailette 13 s’étend au-dessus du bord longitudinal 11B de la partie de plateforme 9E adjacente.
Suivant un autre mode de réalisation illustré sur la figure 7a, l’ailette 13 est formée d’un seul tenant avec une des parties de plateforme intrados et extrados. L’ailette 13 s’étend radialement depuis le bord longitudinal de cette partie de plateforme, en parallèle de ce dernier, comme pour le mode de réalisation de la figure 6. L’ailette 13 chevauche les bords longitudinaux 11 A, 11 B. Comme on peut le voir sur cette figure, la différence de ce mode de réalisation avec le mode précédent réside dans le fait que le bord longitudinal 11B de la partie de plateforme de la deuxième aube 1’ comprend un épaulement 20 s’étendant en partie inférieure de la partie de plateforme 9I de la première aube 1. De plus, l’ailette 13 de cet exemple de réalisation présente une longueur sensiblement égale à celle des bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme adjacentes.
Dans ce mode de réalisation, l’épaulement 20 qui est situé sous l’ailette 13 et la plateforme intrados 9I associée, est raccordé au reste de sa partie de plateforme extrados 9E par une portion inclinée. Il n’y ainsi pas de décrochement radial de la face interne de l’ailette au droit du chevauchement, cette face inférieure dite face interne d’ailette étant dans le prolongement du plan des faces externes des plateformes. Le bord longitudinal 11B de la plateforme extrados 9E et le bord longitudinal 11A de la plateforme intrados 9 sont donc inclinés en transition douce d’épaisseur de chevauchement.
Cette base de réalisation du chevauchement et d’alignement des faces précitées est visible dans sa généralité en figure 7b, en absence d’épaulement et en absence de surépaisseur sous ailette, comme d’ailleurs dans le cadre de la réalisation de la figure 9.
Suivant un autre mode de réalisation illustré sur les figures 8a et 8b, l’ailette 13 est également formée d’un seul tenant avec une des parties de plateforme. Dans cet exemple de réalisation, la ligne moyenne de squelette A de l’ailette 13 et les bords longitudinaux 11 A, 11B de chaque partie de plateforme sont curvilignes et s’étendent suivant des directions sensiblement parallèles à l’axe longitudinal X. L’ailette 13 présente une longueur sensiblement égale à celle des bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme. Au moins l’un des bords longitudinaux 11 A, 11B comprennent un épaulement 20. Ici, le bord longitudinal 11B comprend un épaulement 20. L’ailette 13 s’étend radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe longitudinal depuis l’épaulement 20 de la partie de plateforme 9I. L’ailette 13 chevauche axialement le bord longitudinal 11A de la partie de plateforme 9I de la première aube 1 ainsi que le bord longitudinal 11B de la partie de plateforme 9E de la deuxième aube 1’ adjacente. En particulier, une portion de l’ailette 13 chevauche l’épaulement 20 de la partie de plateforme de la deuxième aube 1’. Une surépaisseur 21 est présente sous l’ailette 13 dans sa portion en chevauchement. Ainsi, la limite de l’ailette présente une certaine épaisseur pouvant être qualifiée de tranche radiale. A la figure 8a sont visibles des pans inclinés de raccordement en zone intermédiaire de chevauchement, par exemple pour jouer sur la solidité des extrémités des plateformes, y compris au droit de l’ailette. A la figure 8b, la surépaisseur est présente sous l’ailette, sans pan incliné.
Les chevauchements plus complexes et jonctions plus complexes des plateformes dans les modes de réalisation représentés aux figures 7a, 7b, 8a, 8b peuvent influencer l’étanchéité aux interfaces des bords longitudinaux des plateformes.
Suivant un exemple de réalisation, l’ensemble comprend un joint interplateforme disposé entre les bords longitudinaux 11 A, 11B des parties de plateforme intrados et extrados des première et deuxième aubes 1,1’ adjacentes. Le joint présente une forme allongée suivant l’axe longitudinal. Ce joint est disposé à la jonction des plateformes de manière à assurer leur étanchéité et la continuité entre les portions d’ailette. Nous noterons que les portions d’ailette n’empêchent pas l’installation de ce joint d’étanchéité.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Ensemble de pièces de turbomachine (50) d’axe longitudinal (X), comprenant au moins une première et une deuxième aubes de stator (1, T) adjacentes, chaque première et deuxième aubes de stator (1, T) étant métalliques et comprenant une pale (2) et une plateforme (9) intégrée s’étendant de part et d’autre de la pale en formant une partie de plateforme intrados (9I) et une partie de plateforme extrados (9E), caractérisé en ce qu’il comprend au moins une ailette (13) allongée suivant une direction sensiblement parallèle à l’axe longitudinal (X), présentant un corps avec une section transversale de forme triangulaire s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport à l’axe longitudinal (X) et s’étendant axialement à chevauchement supérieur de bords longitudinaux adjacents de chacune des parties de plateforme intrados et extrados des aubes adjacentes, ce chevauchement étant au moins longitudinalement partiel sur lesdits bords longitudinaux des parties de plateforme.
  2. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’ailette (13) est formée par deux portions d’ailette (13A,13B) formées chacune d’un seul tenant avec sa partie de plateforme intrados et extrados (9E, 9I) correspondante.
  3. 3. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend un joint inter-plateforme disposé entre les bords longitudinaux (11 A, 11 B) des parties de plateforme intrados et extrados (9I, 9E) des première et deuxième aubes (1, T) adjacentes.
  4. 4. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ailette (13) présente une hauteur sensiblement constante le long de sa ligne moyenne de squelette (A).
  5. 5. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ailette (13) présente une longueur sensiblement égale à la longueur de la corde axiale des pales (2) s’étendant entre un bord d’attaque (7) et un bord de fuite (8).
  6. 6. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que chaque pale (2) présente une surface intrados (5) et une surface extrados (6), chaque portion d’ailette (13A, 13B) étant disposée à une distance prédéterminée de la surface intrados et de la surface extrados.
  7. 7. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que les bords longitudinaux (11 A, 11 B) des plateformes sont rectilignes et s’étendent suivant une direction parallèle à l’axe longitudinal (X), les portions d’ailette (13A, 13B) étant sensiblement rectilignes à chevauchement au moins partiel des bords longitudinaux (11 A, 11B).
  8. 8. Ensemble selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce que les bords longitudinaux (11 A, 11 B) des plateformes sont rectilignes et s’étendent suivant une direction parallèle à l’axe longitudinal (X) et les portions d’ailette (13A, 13B) sont sensiblement curvilignes à chevauchement au moins partiel des bords longitudinaux (11 A, 11 B) et au moins aux extrémités amont et aval des portions d’ailettes.
  9. 9. Turbomachine (50), caractérisée en ce qu’elle comprend au moins un ensemble de pièces selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. 10. Turbomachine selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu’elle comprend une soufflante (53) et une roue aubagée comprenant une pluralité d’aubes de stator à redressement d’un flux secondaire de la turbomachine en aval de la soufflante (53) dont les aubes de stator de l’ensemble de pièces sont des aubes de ladite roue aubagée.
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