FR3070424A1 - Roue de turbomachine, telle par exemple qu'un turboreacteur ou un turbopropulseur d'avion - Google Patents

Roue de turbomachine, telle par exemple qu'un turboreacteur ou un turbopropulseur d'avion Download PDF

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Abstract

L'invention concerne une roue de turbomachine, telle par exemple qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion, présentant un axe X et comprenant des aubes (2), les extrémités des aubes (2) portant des léchettes (9) aptes à coopérer avec un anneau (20) abradable de manière à former un joint, caractérisée en ce que chaque aube (2) comporte au moins une base (6) comportant une première partie (7) s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la périphérie radialement externe de l'aube (2) et une seconde partie (8) tronconique ou en portion de cylindre, s'étendant depuis la périphérie radialement externe de la première partie (7), au moins deux léchettes (9) s'étendant radialement vers l'extérieur depuis la seconde partie (8) de la base (6).

Description

ROUE DE TURBOMACHINE, TELLE PAR EXEMPLE QU’UN TURBOREACTEUR OU UN TURBOPROPULSEUR D’AVION
DOMAINE [1] La présente invention concerne une roue de turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion.
CONTEXTE [2] La figure 1 illustre une partie d’une turbomachine de l’art antérieur, telle par exemple qu’une partie d’une turbine d’un turboréacteur d’avion. Ladite turbine 1 comporte une roue de rotor d’axe X comprenant un disque portant des aubes 2. Ci-après les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à l’axe X. Chaque aube comporte une pale 3 s’étendant radialement dont l’extrémité radialement externe comporte une plate-forme 4 délimitant intérieurement une veine 5 d’écoulement des gaz. Ladite plateforme 4 comporte une partie de forme tronconique délimitant ladite veine 5. Des léchettes 9 s’étendent radialement vers l’extérieur depuis la plateforme 4. Les extrémités radialement externes des léchettes 9 sont aptes à venir frotter contre la surface radialement interne d’un anneau 20 en matériau abradable.
[3] En fonctionnement, du fait des dilatations thermiques et/ou des contraintes générées par les efforts centrifuges, les extrémités radialement externes des léchettes 9 créent des gorges dans l’anneau de matériau abradable 20. Le débit d’air de fuite pouvant passer au travers des interstices entre les léchettes 9 et l’anneau abradable 20 est ainsi relativement faible, ce qui permet de garantir un bon rendement de la turbomachine.
[4] Plus le nombre de léchettes 9 est important, plus le débit de fuite sera limité. Cependant, un nombre important de léchettes augmente sensiblement la masse du rotor.
RESUME DE L’INVENTION [5] L’ invention vise à remédier à cet inconvénient.
[6] A cet effet, elle concerne une roue de turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, présentant un axe et comprenant des aubes, les extrémités des aubes portant des léchettes aptes à coopérer avec un anneau abradable de manière à former un joint, caractérisée en ce que chaque aube comporte au moins une base comportant une première partie s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la périphérie radialement externe de l’aube et une seconde partie tronconique ou en portion de cylindre, s’étendant depuis la périphérie radialement externe de la première partie, au moins deux léchettes s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la seconde partie de la base.
[7] De cette manière, une base commune permet de porter plusieurs léchettes, ce qui permet de réduire sensiblement la masse de l’aube et du rotor sans altérer l’étanchéité fournie par les léchettes.
[8] L’ épaisseur de la première partie de la base est comprise entre 0,8 et 2,5 mm. Cette épaisseur est la dimension perpendiculaire à la direction d’extension de la première partie de la base. Cette direction d’extension n’est pas nécessairement radiale puisqu’elle peut être inclinée par rapport à la direction radiale.
[9] L’ épaisseur de la seconde partie de la base est comprise entre 0,8 et 2 mm. Cette épaisseur est la dimension perpendiculaire à la direction d’extension de la seconde partie de la base. La seconde partie de la base peut être perpendiculaire à la première partie de la base.
[10] L’ épaisseur de chaque léchette peut être comprise entre 0,5 et 1,5 mm. Cette épaisseur est la dimension perpendiculaire à la direction d’extension de la léchette. Cette direction d’extension n’est pas nécessairement radiale puisqu’elle peut être inclinée par rapport à la direction radiale.
[11] Chaque aube peut comporter trois léchettes. Un tel nombre est un bon compromis entre la masse du rotor et l’efficacité du joint obtenu à l’aide des léchettes et de l’anneau abradable.
[12] Les léchettes peuvent être parallèles et écartées l’une de l’autre d’une distance comprise entre 3 et 4 mm. Une telle distance est supérieure aux tolérances de positionnement axial des léchettes, de sorte que deux gorges adjacentes de l’anneau abradable soient toujours séparées l’une de l’autre. Cette distance est également à définir en fonction du chariotage. Le chariotage caractérise le déplacement axial de l’étage du rotor en fonction du régime moteur. Celui-ci dépend de la conception de chaque moteur (dimensionnement des jeux aux températures des régimes du moteur).
[13] La longueur des léchettes peut être comprise entre 3 et 10 mm. Cette longueur est ici la dimension dans la direction d’extension des léchettes. Cette direction n’est pas nécessairement radiale et peut être inclinée par rapport au plan radial.
[14] La longueur de la première partie de la base peut être inférieure ou égale à 5 mm. Cette longueur est ici la dimension dans la direction d’extension de la première partie de la base. Cette direction n’est pas nécessairement radiale et peut être inclinée par rapport au plan radial.
[15] L’ extrémité radialement externe de l’aube peut être formée par une plate-forme tronconique, la seconde partie de la base étant de forme tronconique, la première partie de la base et/ou les léchettes s’étendant perpendiculairement à ladite plate-forme et à ladite seconde partie de la base.
[16] La première partie de la base peut être inclinée par rapport au plan radial d’un angle compris entre 30 et 90 °.
[17] Chaque léchette peut être inclinée par rapport au plan radial d’un angle compris entre 30 et 90 °.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES [18] L’ invention sera mieux comprise et d’autres détails, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d’exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquelles :
la figure 1 est une vue en coupe axiale ainsi qu’une vue de détail, illustrant une partie d’une turbomachine de l’art antérieur, la figure 2 est une vue en coupe axiale d’une partie d’une roue de turbomachine selon une forme de réalisation de l’invention, avant formation des gorges dans l’anneau abradable la figure 3 est une vue correspondant à la figure 2, après formation des gorges dans l’anneau abradable.
DESCRIPTION DETAILLEE [19] Les figures 2 et 3 illustrent une partie d’une turbomachine, telle par exemple qu’une partie d’une turbine d’un turboréacteur d’avion.
[20] Ladite turbine 1 comporte une roue de rotor d’axe X comprenant un disque portant des aubes 2. Ci-après, les termes « axial » et « radial » sont définis par rapport à l’axe X. Chaque aube comporte une pale 3 s’étendant radialement dont l’extrémité radialement externe comporte une plate-forme 4 délimitant intérieurement une veine 5 d’écoulement des gaz. Ladite plateforme 4 comporte une partie de forme tronconique délimitant ladite veine 5. Une première partie 7 d’une base 6 s’étendant radialement vers l’extérieur, en particulier selon un axe A depuis une zone axialement médiane de la plate-forme 5 externe. Une seconde partie 8 de la base 6 s’étend perpendiculairement à la première partie 7 de la base 6, de part et d’autre de ladite première partie 7. Des léchettes 9 s’étendent radialement vers l’extérieur, en particulier selon un axe B, depuis la seconde partie 8 de la base 6. Une première léchette 10 s’étend depuis l’extrémité amont de la seconde partie 8. Une deuxième léchette 11 s’étend depuis une zone axialement médiane de la seconde partie 8. Une troisième léchette 12 s’étend depuis l’extrémité aval de la seconde partie 8. Les trois léchettes 9 sont sensiblement parallèles les unes aux autres.
[21] L’ épaisseur 13 de la première partie 7 de la base, c’est-à-dire la dimension perpendiculairement à l’axe A, est comprise entre 0,8 et 2,5 mm. La longueur de la première partie 14, c’est-à-dire la dimension selon l’axe A, est inférieure ou égale à 5 mm.
[22] L’ épaisseur 15 de la seconde partie 8 de la base, c’est-à-dire la dimension selon l’axe A, est comprise entre 0,8 et 2 mm. La longueur 16 de la seconde partie 8, c’est-à-dire la dimension perpendiculairement à l’axe A, est comprise entre 5 et 40 mm.
[23] L’ épaisseur 17 de chaque léchette 9, c’est-à-dire la dimension perpendiculairement à l’axe B, est comprise entre 0,5 et 1,5 mm. La longueur 18 de chaque léchette 9, c’est-à-dire la dimension selon l’axe B, est comprise entre 3 et 10 mm. La première léchette 10 peut présenter une longueur 18 plus importante que la deuxième léchette 11, qui elle-même peut présenter une longueur 18 plus importante que la troisième léchette
12. L’écartement 19, c’est-à-dire la dimension perpendiculairement à l’axe A, entre la première léchette 10 et la deuxième léchette 11 est égal à l’écartement entre la deuxième léchette 11 et la troisième léchette 12. Cet écartement 19 est compris entre 3 et 4 mm. Cet écartement est supérieur au chariotage de l’étage concerné du rotor.
[24] L’ axe A peut être incliné d’un angle a compris entre 30 et 90 ° par rapport au plan radial perpendiculaire à l’axe X.
[25] L’ axe B peut être incliné d’un angle β compris entre 30 et 90 ° par rapport au plan radial perpendiculaire à l’axe X.
[26] La plate-forme 4, la première partie 7 de la base, la seconde partie 8 de la base et les léchettes 9 viennent de matière avec le reste de l’aube 2. Une telle aube 2 peut être réalisée par fonderie.
[27] Bien entendu, il est possible de faire varier le nombre de léchettes 9 s’étendant depuis la base commune 6.
[28] La roue de rotor est entourée d’un anneau 20 en matériau abradable, qui peut être formé d’une pièce ou être sectorisé. Les extrémités radialement externes des léchettes 9 sont aptes à venir frotter contre la surface radialement interne de l’anneau 20 d’abradable de sorte que, en fonctionnement, des gorges 21 annulaires sont créées dans l’anneau 20 d’abradable, en regard des léchettes 9, comme cela est illustré à la figure
3.
[29] Les léchettes 9 et l’anneau 20 d’abradable forment ainsi un joint apte à limiter le débit d’air de fuite pouvant s’écouler radialement à l’extérieur des aubes 2.
[30] Comme indiqué précédemment, l’invention permet de réduire la masse de l’aube 2, en partageant une même base 6 pour plusieurs 15 léchettes 9.

Claims (10)

1. Roue de turbomachine, telle par exemple qu’un turboréacteur ou un turbopropulseur d’avion, présentant un axe (X) et comprenant des aubes (2), les extrémités des aubes (2) portant des léchettes (9) aptes à coopérer avec un anneau (20) abradable de manière à former un joint, caractérisée en ce que chaque aube (2) comporte au moins une base (6) comportant une première partie (7) s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la périphérie radialement externe de l’aube (2) et une seconde partie (8) tronconique ou en portion de cylindre, s’étendant depuis la périphérie radialement externe de la première partie (7), au moins deux léchettes (9) s’étendant radialement vers l’extérieur depuis la seconde partie (8) de la base (6).
2. Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que l’épaisseur (13) de la première partie (7) de la base (6) est comprise entre 0,8 et 2,5 mm.
3. Roue selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l’épaisseur (15) de la seconde partie (8) de la base (6) est comprise entre 0,8 et 2 mm.
4. Roue selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l’épaisseur (17) de chaque léchette (9) est comprise entre 0,5 et 1,5 mm.
5. Roue selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque aube (2) comporte trois léchettes (3).
6. Roue selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les léchettes (9) sont parallèles et écartées l’une de l’autre d’une distance (19) comprise entre 3 et 4 mm.
7. Roue selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que la longueur (18) des léchettes (9) est comprise entre 3 et 10 mm.
8. Roue selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la longueur (14) de la première partie (7) de la base (6) est inférieure ou égale à 5 mm.
9. Roue selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce
5 que l’extrémité radialement externe de l’aube (2) est formée par une plateforme (4) tronconique, la seconde partie (8) de la base (6) étant de forme tronconique, la première partie (7) de la base (6) et/ou les léchettes (9) s’étendant perpendiculairement à ladite plate-forme (4) et à ladite seconde partie (8) de la base (6).
10 10. Roue selon la revendication 9, caractérisée en ce que la première partie (7) de la base (6) est inclinée par rapport au plan radial d’un angle compris entre 30 et 90°.
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