FR3101374A1 - Structure de refroidissement d’une turbine avec coopération radiale entre anneau d’étanchéité et disque de roue mobile - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte à un rotor de turbine pour turbomachine comprenant une roue mobile (14) et un système de refroidissement du disque (18) de cette roue mobile (14). Le système de refroidissement comprend un anneau d’étanchéité amont (32) fixé à une bride annulaire amont (22) du disque (18) et délimitant avec celle-ci une cavité annulaire amont (40), et un anneau d’étanchéité aval (34) fixé à une bride annulaire aval (24) du disque (18) et délimitant avec celle-ci une cavité annulaire aval (60). Ce système de refroidissement est configuré pour acheminer de l’air de refroidissement situé dans une cavité radialement interne (50) de la turbine dans la cavité annulaire amont (40), à travers des jeux situés entre des pieds d’aubes (26) et des alvéoles de logement d’aubes correspondantes formées par des dents (21) du disque (18), puis dans la cavité annulaire aval (60). Afin d’améliorer l’étanchéité de la cavité annulaire aval (60), des dents (21) du disque (18) comprennent une protubérance axiale (80) formant une butée radiale limitant un déplacement radial par rapport au disque (18) d’une extrémité d’appui (34D) de l’anneau d’étanchéité aval (34). Figure pour l’abrégé : Fig. 2

Description

Structure de refroidissement d’une turbine avec coopération radiale entre anneau d’étanchéité et disque de roue mobile

L’invention se rapporte au domaine des turbomachines pour ensemble propulsif d’aéronef. L’invention concerne plus spécifiquement le refroidissement des roues mobiles d’une turbine d’une telle turbomachine.

État de la technique antérieure

Dans une turbine basse pression ou haute pression de turbomachine pour ensemble propulsif, le rotor comprend généralement une ou plusieurs roues mobiles entraînées en rotation par un flux de gaz chauds provenant de la chambre de combustion. Une roue mobile de turbine comporte à cet effet un disque et des aubes engagées dans des alvéoles formées sur la périphérie du disque.

Pour éviter l’endommagement des roues mobiles ainsi exposées aux gaz de combustion chauds, il est connu de faire circuler de l’air froid pressurisé au sein d’une cavité radialement interne de la turbine, dans laquelle s’étendent en particulier les moyeux des disques, ainsi qu’à travers des jeux situés entre les pieds des aubes et les alvéoles de disque correspondantes. Cet air de refroidissement est prélevé en amont de la turbine, par exemple au niveau d’un compresseur basse pression de la turbomachine.

Dans une architecture classique de turbine, deux roues mobiles adjacentes sont reliées entre elles par boulonnage de brides annulaires solidaires des disques de ces roues. Le document FR 3 019 584 A1 décrit une telle architecture de turbine dans laquelle le rotor, qui est mobile en rotation autour d’un axe X, comprend des anneaux d’étanchéité disposés chacun entre deux roues mobiles adjacentes. La figure 3a du document précité montre un anneau d’étanchéité 40 disposé entre une première et une deuxième roue mobile, respectivement à gauche et à droite de cette figure.

L’anneau d’étanchéité 40 comprend une bride radiale 44 reliée d’une part à la bride annulaire aval 38 du disque 30 de la première roue et d’autre part à la bride annulaire amont 36 du disque 30 de la deuxième roue. Les brides 36, 38 et 44 sont boulonnées de manière à solidariser ces deux roues ainsi que l’anneau d’étanchéité 40 en rotation autour de l’axe X de rotation du rotor.

L’anneau d’étanchéité 40 comprend aussi un bras amont en appui axial contre un anneau de retenue axiale des aubes 34 de la première roue. Ce bras amont délimite avec la bride annulaire aval 38 du disque 30 de la première roue une cavité annulaire située en aval de cette première roue.

Enfin, l’anneau d’étanchéité 40 comprend un bras aval portant des léchettes 42, ce bras aval étant en appui axial contre la deuxième roue. Ce bras aval délimite avec la bride annulaire amont 36 du disque 30 de la deuxième roue une cavité annulaire 9 située en amont de cette deuxième roue.

Dans la turbine décrite dans le document précité, l’anneau d’étanchéité 40 remplit simultanément :
– une fonction de retenue axiale des aubes par l’intermédiaire de l’anneau de retenue contre lequel cet anneau d’étanchéité 40 est en appui axial ;
– une fonction de protection thermique des brides annulaires 36 et 38 des disques 30 à l’égard des gaz de combustion circulant radialement à l’extérieur de l’anneau d’étanchéité 40 ;
– une fonction de calibration du débit d’air de refroidissement provenant de la cavité radialement interne 8 de la turbine, l’air de refroidissement étant acheminé dans la cavité annulaire 9 en amont de l’un des disques via des orifices et lunules réalisés dans la bride radiale 44 de cet anneau 40 et dans les brides annulaires 36 et 38 des disques 30, l’air de refroidissement étant ensuite acheminé dans la cavité annulaire en aval de ce disque via les jeux entre pieds d’aubes et alvéoles de ce disque. La calibration du débit d’air de refroidissement dépend en particulier des dimensions desdits orifices et lunules.

Lors du fonctionnement de la turbomachine, un tel anneau d’étanchéité se déforme, notamment par dilatation thermique, et les roues mobiles tendent à basculer par rapport à leur axe de rotation, ce qui peut entraîner une perte du serrage axial entre cet anneau d’étanchéité et l’anneau de retenue contre lequel il est censé rester en appui axial. Il en résulte des fuites d’air de refroidissement et une réintroduction de gaz chauds via l’ouverture ainsi constituée entre l’anneau d’étanchéité et l’anneau de retenue, c’est-à-dire au sein de la cavité annulaire délimitée par le bras amont de l’anneau d’étanchéité et par la bride annulaire aval du disque correspondant.

Dans de telles conditions, le refroidissement requis des disques nécessite d’augmenter la quantité d’air de refroidissement injecté dans les cavités annulaires que délimitent de tels anneaux d’étanchéité, par exemple en surdimensionnant les orifices et lunules mettant ces cavités en communication fluidique avec la cavité radialement interne de la turbine.

L’invention vise à fournir un rotor de turbine refroidit efficacement tout en limitant la quantité d’air de refroidissement nécessaire au refroidissement du rotor de turbine.

A cet effet, l’invention a pour objet un rotor de turbine pour turbomachine, ce rotor s’étendant autour d’un axe et comprenant :
– un disque présentant à sa périphérie des dents qui définissent entre elles des alvéoles de logement d’aube, le disque comprenant une bride annulaire amont destinée à fixer le disque à une partie du rotor en amont de ce disque et une bride annulaire aval destinée à fixer le disque à une partie du rotor en aval de ce disque,
– un anneau d’étanchéité amont s’étendant radialement à l’extérieur de la bride annulaire amont du disque, l’anneau d’étanchéité amont et la bride annulaire amont délimitant radialement entre eux une cavité annulaire amont et étant configurés pour mettre en communication fluidique cette cavité annulaire amont et une cavité radialement interne par rapport à la bride annulaire amont,
– un anneau d’étanchéité aval s’étendant radialement à l’extérieur de la bride annulaire aval du disque, l’anneau d’étanchéité aval et la bride annulaire aval du disque délimitant radialement entre eux une cavité annulaire aval, le rotor étant configuré de sorte que les alvéoles de logement d’aube mettent en communication fluidique les cavités annulaires amont et aval.

Selon l’invention, au moins une dent du disque comprend une butée radiale configurée pour empêcher ou limiter un déplacement radial par rapport au disque d’une extrémité d’appui de l’anneau d’étanchéité aval.

Une telle butée radiale permet de limiter la déformation de l’anneau d’étanchéité aval en dépit des dilatations thermiques liées au fonctionnement de la turbomachine, et d’améliorer ainsi l’étanchéité entre cet anneau d’étanchéité aval et le disque.

Cette amélioration d’étanchéité se traduit par une réduction des fuites d’air de refroidissement circulant dans la cavité annulaire aval et par une réduction de la quantité de gaz chauds de combustion susceptibles de pénétrer dans cette cavité annulaire aval.

L’invention permet ainsi d’améliorer le refroidissement d’un tel disque de turbine et donc de réduire la quantité d’air de refroidissement nécessaire au refroidissement. Il en résulte une amélioration globale des performances de la turbomachine.

De plus, une telle butée radiale permet de limiter les débattements de l’anneau d’étanchéité aval et donc de réduire l’espace requis pour éviter tout contact de cet anneau avec d’autres éléments de la turbine lors de ses dilatations en fonctionnement.

Dans le rotor de l’invention, le disque est un élément relativement robuste puisque, en fonctionnement, celui-ci est fixé par l’une au moins de ses brides annulaires amont et aval à d’autres parties respectives du rotor. Ces autres parties du rotor sont typiquement des brides annulaires appartenant à des disques d’autres roues mobiles de la turbine. Un tel assemblage du rotor par les disques des roues mobiles a notamment pour conséquence que l’amplitude du déplacement ou du débattement axial des disques est inférieure à celle des aubes portées par ces disques.

Par conséquent, la coopération de l’anneau d’étanchéité aval avec une butée radiale formée par une dent du disque permet d’obtenir une meilleure étanchéité qu’un rotor dans lequel la butée radiale serait formée par un autre élément, par exemple par des aubes ou par un anneau de retenue axiale d’aubes.

De préférence, la butée radiale peut être réalisée par une protubérance qui s’étend axialement en saillie par rapport à une face aval du disque.

De telles protubérances peuvent être réalisées d’une seule pièce avec le disque.

Dans un mode de réalisation, l’anneau d’étanchéité aval peut comprendre une rainure configurée pour recevoir et coopérer avec la protubérance.

Autrement dit, le disque et l’anneau d’étanchéité peuvent comprendre un crabotage, ce qui permet de mieux répartir les efforts appliqués par l’anneau d’étanchéité aval sur les dents du disque, et réciproquement.

Un tel crabotage permet aussi de rigidifier l’anneau d’étanchéité aval.

De préférence, l’anneau d’étanchéité aval peut comprendre une bride radiale fixée à la bride annulaire aval du disque.

Un tel bridage de l’anneau d’étanchéité aval permet d’améliorer le refroidissement du disque et en particulier de la bride annulaire aval du disque, en limitant notamment le volume de la cavité annulaire aval.

Un tel bridage évite aussi tout risque de désengagement de l’anneau d’étanchéité aval.

De même, l’anneau d’étanchéité amont peut de préférence comprendre une bride radiale fixée à la bride annulaire amont du disque.

Dans un mode de réalisation, ladite extrémité d’appui de l’anneau d’étanchéité aval peut être configurée pour permettre une retenue axiale d’aubes ayant chacune un pied logé dans une alvéole respective du disque.

De préférence, le rotor peut comprendre un anneau de retenue axiale d’aubes, l’anneau d’étanchéité amont étant configuré pour maintenir l’anneau de retenue axiale d’aubes contre une face amont du disque.

Dans un mode de réalisation, l’anneau d’étanchéité aval peut comprendre un bras aval configuré pour former un autre anneau d’étanchéité amont destiné à coopérer avec un autre disque de rotor adjacent.

L’invention a aussi pour objet une turbine, par exemple une turbine basse pression, pour turbomachine, cette turbine comprenant un rotor tel que défini ci-dessus.

L’invention a aussi pour objet une turbomachine d’ensemble propulsif d’aéronef, cette turbomachine comprenant une telle turbine.

D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée, non limitative, qui suit.

La description détaillée qui suit fait référence aux dessins annexés sur lesquels :

est une vue schématique en coupe axiale d’un ensemble propulsif d’aéronef conforme à l’invention ;

est une vue schématique partielle en coupe axiale d’une turbine basse pression conforme à l’invention ;

est une vue schématique partielle d’un rotor de turbine conforme à l’invention ;

est une vue schématique partielle en éclaté du rotor de la figure 3 ;

est une vue schématique partielle en perspective du rotor de la figure 3 ;

est une vue schématique partielle en perspective éclatée du rotor de la figure 3 ;

est une vue schématique partielle en perspective éclatée du rotor de la figure 3 ;

est une vue schématique partielle en coupe axiale d’un rotor de turbine conforme à l’invention, centrée sur une butée radiale de ce rotor.

Description détaillée de modes de réalisation

Il est représenté à la figure 1 un ensemble propulsif 1 d’aéronef comprenant une turbomachine 2 carénée par une nacelle 3. Dans cet exemple, la turbomachine 2 est un turboréacteur à double corps et à double flux bien connu dans le domaine aéronautique.

Par la suite, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport à une direction principale D1 d’écoulement des gaz à travers l’ensemble propulsif 1 lorsque celui-ci est en fonctionnement.

Le turboréacteur 2 présente un axe central longitudinal A1 autour duquel s’étendent ses différents composants, en l’occurrence, de l’amont vers l’aval du turboréacteur 2, une soufflante 4, un compresseur basse pression 5, un compresseur haute pression 6, une chambre de combustion 7, une turbine haute pression 8 et une turbine basse pression 9. Les compresseurs 5 et 6, la chambre de combustion 7 et les turbines 8 et 9 forment un générateur de gaz.

Lors du fonctionnement du turboréacteur 2, un écoulement d’air 10 pénètre dans l’ensemble propulsif 1 par une entrée d’air en amont de la nacelle 3, traverse la soufflante 4 puis se divise en un flux primaire 10A central et un flux secondaire 10B. Le flux primaire 10A s’écoule dans une veine principale 11A de circulation des gaz traversant les compresseurs 5 et 6, la chambre de combustion 7 et les turbines 8 et 9. Le flux secondaire 10B s’écoule quant à lui dans une veine secondaire 11B entourant le générateur de gaz et délimitée radialement vers l’extérieur par la nacelle 3.

De manière connue en soi, une turbine telle que la turbine haute pression 8 ou la turbine basse pression 9 comporte un ou plusieurs étages, chaque étage comprenant un aubage fixe, ou distributeur, et une roue mobile. Le distributeur d’un étage permet de redresser un flux de gaz provenant de la chambre de combustion 7 vers les aubes de la roue mobile du même étage de manière à entraîner cette roue mobile en rotation. Le ou les distributeurs forment un stator de la turbine, tandis que la ou les roues mobiles forment un rotor de la turbine.

L’invention trouve application notamment dans une turbine haute pression 8 et dans une turbine basse pression 9 de turbomachine 2, cette turbine 8 ou 9 pouvant avoir un ou plusieurs étages.

Dans cet exemple, il est représenté à la figure 2 une partie de turbine basse pression 9 ayant plusieurs étages incluant un étage comprenant une première roue mobile 14, ainsi qu’un autre étage comprenant un distributeur 15 et une deuxième roue mobile 16.

Les roues mobiles 14 et 16 comprennent chacun un disque 18 et ont pour axe de rotation l’axe central longitudinal A1.

Le disque 18 de chacune des roues mobiles 14 et 16 comprend un moyeu 20 s’étendant radialement vers l’intérieur.

A sa périphérie, c’est-à-dire radialement à l’opposé du moyeu 20, le disque 18 comprend des dents 21 qui définissent entre elles des alvéoles de logement d’aube, ces alvéoles étant principalement axiales et circonférentiellement espacées les unes des autres.

Le disque 18 de chacune des roues mobiles 14 et 16 comprend aussi une bride annulaire amont 22 ainsi qu’une bride annulaire aval 24. La bride annulaire amont 22 comprend une partie tronconique 22A et une partie de fixation 22B sensiblement perpendiculaire à l’axe A1. La partie de fixation 22B permet de fixer le disque 18 à une partie du rotor en amont de ce disque 18. De même, la bride annulaire aval 24 comprend une partie tronconique 24A et une partie de fixation 24B sensiblement perpendiculaire à l’axe A1, la partie de fixation 24B permettant de fixer le disque 18 à une partie du rotor en aval de ce disque 18.

Dans cet exemple, la première roue mobile 14 et la deuxième roue mobile 16 sont assemblées l’une à l’autre par fixation de la bride annulaire aval 24 du disque 18 de la première roue mobile 14 avec la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la deuxième roue mobile 16. Le rotor comprend à cet effet des moyens de fixation 25 de type boulons permettant de solidariser l’une avec l’autre, en rotation autour de l’axe A1, les parties de fixation 24B et 22B correspondantes de ces brides 24 et 22.

La première roue mobile 14 appartient dans cet exemple au premier étage de la turbine de la figure 2. La bride annulaire amont 22 du disque 18 de cette roue 14 n’est donc pas reliée à un autre disque mais est reliée à un anneau d’étanchéité amont 32 qui sera décrit plus en détails ci-dessous.

De manière conventionnelle, chacune des roues mobiles 14 et 16 comprend par ailleurs des aubes 26 reçues dans les alvéoles formées par le disque 18 correspondant.

Les alvéoles de logement d’aubes étant dans cet exemple principalement axiales, le rotor comprend des moyens de rétention axiale des aubes 26.

Concernant la première roue mobile 14, les aubes 26 sont axialement retenues en amont par un anneau 30 plaqué contre une face amont du disque 18 et dimensionné pour s’étendre circonférentiellement entre les alvéoles de logement d’aubes. L’anneau de retenue 30 est lui-même maintenu contre la face amont du disque 18 par une virole formant dans cet exemple l’anneau d’étanchéité amont 32 (voir plus loin).

En aval, les aubes 26 de la première roue mobile 14 sont axialement retenues par une virole formant dans cet exemple un anneau d’étanchéité aval 34 (voir plus loin). Cet anneau d’étanchéité aval 34 est par ailleurs configuré pour retenir axialement les aubes de la deuxième roue mobile 16 en amont de cette roue 16, par l’intermédiaire d’un jonc 36.

L’anneau d’étanchéité amont 32 s’étend radialement à l’extérieur de la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la première roue mobile 14, de sorte que l’anneau d’étanchéité amont 32 et cette bride annulaire amont 22 délimitent radialement entre eux une cavité annulaire amont 40.

Plus précisément, l’anneau d’étanchéité amont 32 comprend une partie tronconique 32A sensiblement coaxiale avec la partie tronconique 22A de la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la roue mobile 14. L’anneau 32 comprend aussi une bride radiale 32B sensiblement perpendiculaire à l’axe A1, cette bride radiale 32B étant fixée à la partie de fixation 22B de la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la roue 14 à l’aide de moyens de fixation 45 de type boulons.

L’anneau d’étanchéité amont 32 et la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la roue 14 sont configurés pour mettre en communication fluidique la cavité annulaire amont 40 avec une cavité 50 radialement interne par rapport à la bride annulaire amont 22, cavité 50 dans laquelle s’étend le moyeu 20 du disque 18.

Dans un mode de réalisation, cette mise en communication fluidique est réalisée par des rainures, lunules et/ou orifices ménagés dans la bride radiale 32B de l’anneau d’étanchéité amont 32 et/ou dans la partie de fixation 22B de la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la roue 14, par exemple tel que décrit dans le document FR 3 019 584 A1.

Dans l’exemple de la figure 2, l’anneau d’étanchéité aval 34 comprend une bride radiale 34A, un bras amont 34B et un bras aval 34C.

La bride radiale 34A de l’anneau d’étanchéité aval 34 s’étend sensiblement perpendiculairement par rapport à l’axe A1 et comprend une extrémité radialement intérieure enserrée entre la partie de fixation 24B de la bride annulaire aval 24 du disque 18 de la première roue 14 et la partie de fixation 22B de la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la deuxième roue 16.

Les moyens de fixation 25 sont configurés pour traverser la bride radiale 34A de l’anneau d’étanchéité aval 34 de manière à solidariser en rotation autour de l’axe A1 l’anneau d’étanchéité aval 34 avec les disques 18 des roues 14 et 16.

Le bras amont 34B de l’anneau d’étanchéité aval 34 s’étend axialement entre une face aval du disque 18 de la première roue mobile 14 et la bride radiale 34A de cet anneau 34.

Radialement, l’anneau d’étanchéité aval 34 s’étend à l’extérieur de la bride annulaire aval 24 du disque 18 de la première roue 14 de sorte que son bras amont 34B et cette bride annulaire aval 24 délimitent radialement entre eux une cavité annulaire aval 60.

Cette cavité annulaire aval 60 est mise en communication fluidique avec la cavité annulaire amont 40 grâce aux jeux situés entre les pieds des aubes 26 et les alvéoles du disque 18 de la première roue 14.

Grâce à cette configuration, le disque 18 de la première roue 14 peut être convenablement refroidi en introduisant dans la cavité radialement interne 50 de l’air de refroidissement prélevé au niveau du compresseur basse pression 5 de la figure 1. Sous l’action de la pression de l’air de refroidissement présent dans la cavité radialement interne 50, cet air pénètre dans la cavité annulaire amont 40 par exemple via lesdits orifices, rainures et/ou lunules mentionnés ci-dessus, traverse le disque 18 par le fond des alvéoles de logement d’aubes puis pénètre dans la cavité annulaire aval 60.

L’anneau d’étanchéité amont 32 contribue ainsi à calibrer le volume d’air utilisé pour refroidir le disque 18 tandis que l’anneau d’étanchéité aval 34 permet essentiellement de protéger thermiquement le disque 18 et en particulier sa bride annulaire aval 24.

L’invention permet d’améliorer encore davantage le refroidissement du disque 18 de la première roue mobile 14, par la réalisation sur ce disque d’une butée radiale limitant dans cet exemple le déplacement du bras amont 34B de l’anneau d’étanchéité aval 34 radialement de l’intérieur vers l’extérieur et limitant par conséquent en fonctionnement les débattements de cet anneau 34.

Ce qui suit s’applique bien entendu à toute roue mobile de turbine équipée en aval d’un anneau d’étanchéité similaire à l’anneau 34 et dont le disque 18 forme une butée radiale limitant le déplacement radial de cet anneau d’étanchéité aval.

Dans les modes de réalisation des figures 2 à 7, la butée radiale est formée par des protubérances 80 solidaires de dents 21 du disque 18, ces protubérances 80 étant axialement en saillie par rapport à la face aval du disque 18.

Le bras amont 34B du disque 18 comprend une extrémité d’appui 34D, radialement en vis-à-vis des protubérances 80 de manière à venir en appui contre celles-ci.

Lors du fonctionnement de la turbomachine 2, l’anneau d’étanchéité aval 34 a tendance à se déformer et les roues mobiles 14 et 16 tendent à s’incliner par rapport à l’axe A1.

La butée radiale 80 permet de limiter dans de telles conditions la formation d’ouvertures indésirables entre la face aval du disque 18 et le bras amont 34B de l’anneau d’étanchéité aval 34, et de limiter ainsi l’introduction de gaz chauds au sein de la cavité annulaire aval 60 ainsi que les fuites d’air de refroidissement à travers de telles ouvertures.

Dans cet exemple, l’extrémité d’appui 34D du bras amont 34B vient non seulement en appui radialement contre la butée radiale 80 mais également axialement contre les dents 21 du disque 18, de manière à former un organe de retenue axiale des aubes 26, en aval de la roue 14.

Dans le mode de réalisation de la figure 8, l’extrémité d’appui 34D du bras amont 34B de l’anneau d’étanchéité aval 34 comprend des rainures 34E. Chaque rainure 34E est configurée pour coopérer avec l’une des protubérances 80 de manière à former un crabotage.

Dans cet exemple, chaque rainure 34E est délimitée par une surface radialement en vis-à-vis d’une protubérance 80 correspondante de sorte que cette protubérance 80 limite le déplacement de l’extrémité d’appui 34D radialement de l’intérieur vers l’extérieur.

Chaque rainure 34E est en outre délimitée par deux surfaces radiales, circonférentiellement en vis-à-vis l’une de l’autre, ces surfaces radiales étant configurées de sorte que ladite protubérance 80 correspondante limite le déplacement circonférentiel de l’extrémité d’appui 34D dans chaque sens autour de l’axe A1, en l’occurrence dans un premier sens lorsque l’une des surfaces radiales est en appui contre la protubérance 80 et dans un deuxième sens lorsque l’autre surface radiale est en appui contre cette protubérance 80.

En référence à la figure 2, le bras aval 34C de l’anneau d’étanchéité aval 34 s’étend axialement entre la bride radiale 34A de cet anneau 34 et la face amont du disque 18 de la deuxième roue mobile 16.

Radialement, l’anneau d’étanchéité aval 34 s’étend à l’extérieur de la bride annulaire amont 22 du disque 18 de la deuxième roue 16 de sorte que son bras aval 34C et la bride annulaire amont 22 délimitent radialement entre eux une cavité annulaire amont 40’.

En résumé, la turbine de la figure 2 comprend un rotor incluant les roues mobiles 14 et 16 ainsi que les anneaux d’étanchéité 32 et 34. L’anneau d’étanchéité 34 est dit « aval » compte tenu de sa position par rapport à la première roue mobile 14 qui a été prise pour référence. Il découle toutefois de ce qui précède que l’anneau d’étanchéité 34 forme aussi, dans l’exemple de la figure 2, un anneau d’étanchéité situé en amont de la deuxième roue mobile 16 et contribuant au refroidissement du disque 18 de cette deuxième roue mobile 16.

Plus généralement, le principe de refroidissement qui vient d’être décrit peut être mis en œuvre pour refroidir chacune des roues mobiles d’une turbine 8 ou 9 mono- ou multi-étages.

Ainsi, dans une turbine mono-étage dont le rotor comprend une unique roue mobile, celle-ci peut être équipée en amont d’un anneau d’étanchéité similaire à l’anneau 32 de la figure 2 et en aval d’un anneau d’étanchéité semblable à l’anneau 34 de la figure 2 mais dénué de bras aval 34C.

Dans une turbine multi-étages dont le rotor comprend deux roues mobiles, la roue mobile amont peut être équipée en amont d’un anneau d’étanchéité similaire à l’anneau 32 de la figure 2. Un anneau d’étanchéité similaire à l’anneau 34 de la figure 2 peut être monté entre les deux roues. La roue mobile aval peut être équipée en aval d’un anneau d’étanchéité semblable à l’anneau 34 de la figure 2 mais dénué de bras aval 34C.

Dans une turbine multi-étages dont le rotor comprend plus de deux roues mobiles, un anneau d’étanchéité similaire à l’anneau 34 de la figure 2 peut être monté entre chaque paire de roues adjacentes.

L’invention est compatible avec d’autres architectures de turbine. Par exemple, dans la turbine de la figure 2, l’anneau d’étanchéité aval 34 comprend deux léchettes 65 agencées pour interagir avec une pièce d’usure 66 abradable lors de la rotation du rotor autour de l’axe A1, la pièce d’usure 66 étant portée par le distributeur 15. De manière connue en soi, de telles léchettes 65 forment un labyrinthe d’étanchéité permettant de limiter au mieux l’écoulement des gaz dans l’espace situé radialement entre le distributeur 15 et l’anneau d’étanchéité aval 34.

Claims (10)

1. Rotor de turbine (8, 9) pour turbomachine (2), ce rotor s’étendant autour d’un axe (A1) et comprenant :
   – un disque (18) présentant à sa périphérie des dents (21) qui définissent entre elles des alvéoles de logement d’aube, le disque (18) comprenant une bride annulaire amont (22) destinée à fixer le disque (18) à une partie du rotor en amont de ce disque (18) et une bride annulaire aval (24) destinée à fixer le disque (18) à une partie du rotor en aval de ce disque (18),
   – un anneau d’étanchéité amont (32) s’étendant radialement à l’extérieur de la bride annulaire amont (22) du disque (18), l’anneau d’étanchéité amont (32) et la bride annulaire amont (22) délimitant radialement entre eux une cavité annulaire amont (40) et étant configurés pour mettre en communication fluidique cette cavité annulaire amont (40) et une cavité radialement interne (50) par rapport à la bride annulaire amont (22),
   – un anneau d’étanchéité aval (34) s’étendant radialement à l’extérieur de la bride annulaire aval (24) du disque (18), l’anneau d’étanchéité aval (34) et la bride annulaire aval (24) du disque (18) délimitant radialement entre eux une cavité annulaire aval (60), le rotor étant configuré de sorte que les alvéoles de logement d’aube mettent en communication fluidique les cavités annulaires amont (40) et aval (60),
   ce rotor étant caractérisé en ce qu’au moins une dent (21) du disque (18) comprend une butée radiale (80) configurée pour empêcher ou limiter un déplacement radial par rapport au disque (18) d’une extrémité d’appui (34D) de l’anneau d’étanchéité aval (34).
2. Rotor selon la revendication 1, dans lequel la butée radiale (80) est réalisée par une protubérance (80) qui s’étend axialement en saillie par rapport à une face aval du disque (18).
3. Rotor selon la revendication 2, dans lequel l’anneau d’étanchéité aval (34) comprend une rainure (34E) configurée pour recevoir et coopérer avec la protubérance (80).
4. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel l’anneau d’étanchéité aval (34) comprend une bride radiale (34A) fixée à la bride annulaire aval (24) du disque (18).
5. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l’anneau d’étanchéité amont (32) comprend une bride radiale (32B) fixée à la bride annulaire amont (22) du disque (18).
6. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel ladite extrémité d’appui (34D) de l’anneau d’étanchéité aval (34) est configurée pour permettre une retenue axiale d’aubes (26) ayant chacune un pied logé dans une alvéole respective du disque (18).
7. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, ce rotor comprenant un anneau de retenue axiale d’aubes (30), l’anneau d’étanchéité amont (32) étant configuré pour maintenir l’anneau de retenue axiale d’aubes (30) contre une face amont du disque (18).
8. Rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l’anneau d’étanchéité aval (34) comprend un bras aval (34C) configuré pour former un autre anneau d’étanchéité amont destiné à coopérer avec un autre disque de rotor adjacent.
9. Turbine (8, 9), par exemple turbine basse pression, pour turbomachine (2), cette turbine (8, 9) comprenant un rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 8.
10. Turbomachine (2) d’ensemble propulsif (1) d’aéronef, cette turbomachine (2) comprenant une turbine (8, 9) selon la revendication 9.