FR3120903A1 - Paddle wheel for a turbine - Google Patents
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Abstract
Le présent exposé concerne une roue à aubes de turbine rotative autour d’un axe longitudinal, comprenant : - un disque (11) présentant une pluralité d’alvéoles, chaque alvéole (24) étant formée par une première nervure (261) et une seconde nervure (262) successives du disque, et - une pluralité d’aubes (100) montées circonférentiellement autour dudit disque, chaque aube comprenant un pied (14) engagé dans une alvéole (24) du disque (11), et chaque pied (14) d’aube comprenant une paroi transverse aval (101) et une paroi transverse amont (102), les parois transverses amont et aval s’étendant circonférentiellement autour dudit pied (14) d’aube, la paroi transverse aval (101) présentant une première extrémité circonférentielle (107) en contact avec la première nervure (261) du disque et la paroi transverse amont (102) présentant une seconde extrémité circonférentielle (108) en contact avec la seconde nervure (262), dans laquelle une distance circonférentielle (110) entre la première extrémité (107) et la seconde extrémité (108) est supérieure à une distance circonférentielle inter-nervures (112). Figure à publier avec l’abrégé : [Fig. 4]This disclosure relates to a turbine blade wheel rotating around a longitudinal axis, comprising: - a disc (11) having a plurality of cells, each cell (24) being formed by a first rib (261) and a second successive rib (262) of the disc, and - a plurality of vanes (100) mounted circumferentially around said disc, each vane comprising a foot (14) engaged in a recess (24) of the disc (11), and each foot (14 ) blade comprising a downstream transverse wall (101) and an upstream transverse wall (102), the upstream and downstream transverse walls extending circumferentially around said blade root (14), the downstream transverse wall (101) having a first circumferential end (107) in contact with the first rib (261) of the disc and the upstream transverse wall (102) having a second circumferential end (108) in contact with the second rib (262), in which a circumferential distance (110 ) between the first end (107) and the second end (108) is greater than an inter-rib circumferential distance (112). Figure to be published with abstract: [Fig. 4]
Description
Domaine technique de l’inventionTechnical field of the invention
Le présent document concerne une roue à aubes pour une turbine, en particulier l’emboitement des aubes dans la roue à aubes.This document concerns a blade wheel for a turbine, in particular the fitting of the blades in the blade wheel.
Etat de la technique antérieureState of the prior art
Une turbomachine est classiquement destinée à équiper un aéronef tel qu’un avion. La turbomachine est par exemple un turboréacteur ou un turbopropulseur.A turbomachine is conventionally intended to equip an aircraft such as an airplane. The turbomachine is for example a turbojet or a turboprop.
La
L’air issu de la soufflante 2 est séparé en deux flux, à savoir un flux primaire et un flux secondaire. Le flux primaire traverse une veine d’écoulement primaire 9 au niveau de laquelle sont situés les compresseurs basse et haute pression 3, 4, la chambre de combustion 5 et les turbines haute et basse pression 6, 7. Le flux secondaire s’échappe au travers d’une veine secondaire 10.The air from fan 2 is separated into two flows, namely a primary flow and a secondary flow. The primary flow passes through a primary flow vein 9 at the level of which are located the low and high pressure compressors 3, 4, the combustion chamber 5 and the high and low pressure turbines 6, 7. The secondary flow escapes at the through a secondary vein 10.
La turbine basse pression 7 entraîne le compresseur basse pression 3 et la soufflante 2 au travers notamment d’un arbre basse pression, de façon à former un corps basse pression. La turbine haute pression 6 entraîne le compresseur haute pression 4 au travers d’un arbre haute pression, de façon à former un corps haute pression.The low pressure turbine 7 drives the low pressure compressor 3 and the fan 2 notably through a low pressure shaft, so as to form a low pressure body. The high pressure turbine 6 drives the high pressure compressor 4 through a high pressure shaft, so as to form a high pressure body.
La turbine basse pression 7 comporte un rotor et un stator. Le rotor comporte une succession de roues aubagées, intercalées axialement entre des étages de distributeurs du rotor.The low pressure turbine 7 comprises a rotor and a stator. The rotor comprises a succession of bladed wheels, interposed axially between stages of distributors of the rotor.
Les termes longitudinal, radial et circonférentiels sont définis par rapport à l’axe de la turbomachine.The terms longitudinal, radial and circumferential are defined with respect to the axis of the turbomachine.
Comme illustré à la
En particulier, chaque aube 12 comporte radialement de l’intérieur vers l’extérieur, un pied 14, une échasse 16, une plate-forme 18, une pale 20 et un talon 22.In particular, each blade 12 comprises radially from the inside outwards, a foot 14, a stilt 16, a platform 18, a blade 20 and a heel 22.
Le pied 14 est destiné à être engagé dans une alvéole 24 de forme complémentaire du disque. Des nervures 26 du disque 11 délimitent circonférentiellement les alvéoles 24 du disque.The foot 14 is intended to be engaged in a cell 24 of complementary shape to the disc. Ribs 26 of disc 11 circumferentially delimit the cavities 24 of the disc.
Les aubes 12 sont régulièrement réparties sur la périphérie du disque 11 de façon à ce que les plates-formes 18 adjacentes, d’une part, et les talons 22 adjacents, d’autre part, définissent des parois annulaires radialement interne et radialement externe délimitant entre elles une partie de la veine primaire.The vanes 12 are regularly distributed over the periphery of the disc 11 so that the adjacent platforms 18, on the one hand, and the adjacent heels 22, on the other hand, define radially internal and radially external annular walls delimiting between them a part of the primary vein.
Chaque talon 22 comporte classiquement au moins une léchette 28 destinée à coopérer avec un anneau en matériau abradable de manière à assurer une étanchéité dynamique en fonctionnement.Each bead 22 conventionally comprises at least one wiper 28 intended to cooperate with a ring of abradable material so as to ensure dynamic sealing in operation.
Compte tenu des jeux de montage entre les pieds 14 des aubes 12 et les alvéoles 24 du disque 10, les aubes 12 sont aptes à se déplacer légèrement par rapport au disque 11. La
Chaque talon 22a, 22b comporte deux bords circonférentiels 30a, 30b. Des cas de perte de contact des bords circonférentiels 30a, 30b de talons 22a, 22b d’aubes adjacents sont observés. Cette perte de contact et le jeu circonférentiel apparaissant entre les talons 22a, 22b peuvent générer un décalage axial entre les talons 22a, 22b des aubes en fonctionnement, ce qui peut entraîner un phénomène de déboîtement d’au moins une aube.Each heel 22a, 22b has two circumferential edges 30a, 30b. Cases of loss of contact of the circumferential edges 30a, 30b of heels 22a, 22b of adjacent blades are observed. This loss of contact and the circumferential clearance appearing between the heels 22a, 22b can generate an axial offset between the heels 22a, 22b of the blades in operation, which can lead to a phenomenon of dislocation of at least one blade.
Ce déboîtement de l’aube peut générer une perte de rendement, un endommagement de la turbine voire un arrêt de la turbomachine 1 en vol, et entraîner la dépose et le démontage de la turbomachine 1 afin de changer une ou plusieurs aubes ou de repositionner les aubes 12 dans la bonne position.This dislocation of the blade can generate a loss of efficiency, damage to the turbine or even a stoppage of the turbomachine 1 in flight, and lead to the removal and dismantling of the turbomachine 1 in order to change one or more blades or to reposition the blades 12 in the correct position.
Le présent document vise à remédier à ces inconvénients.This document aims to remedy these drawbacks.
A cet effet, le présent exposé propose une roue à aubes de turbine rotative autour d’un axe longitudinal, comprenant :To this end, this presentation proposes a rotating turbine blade wheel around a longitudinal axis, comprising:
- un disque présentant une pluralité d’alvéoles, chaque alvéole étant formée par une première nervure et une seconde nervure successives du disque, et- a disk having a plurality of cells, each cell being formed by a first rib and a second successive rib of the disk, and
- une pluralité d’aubes montées circonférentiellement autour dudit disque, chaque aube comprenant un pied engagé dans une alvéole du disque, et
chaque pied d’aube comprenant une paroi transverse aval et une paroi transverse amont, les parois transverses amont et aval s’étendant circonférentiellement autour dudit pied d’aube,- a plurality of blades mounted circumferentially around said disc, each blade comprising a root engaged in a cell of the disc, and
each blade root comprising a downstream transverse wall and an upstream transverse wall, the upstream and downstream transverse walls extending circumferentially around said blade root,
la paroi transverse aval présentant une première extrémité circonférentielle en contact avec la première nervure du disque et la paroi transverse amont présentant une seconde extrémité circonférentielle en contact avec la seconde nervure,the downstream transverse wall having a first circumferential end in contact with the first rib of the disc and the upstream transverse wall having a second circumferential end in contact with the second rib,
dans laquelle une distance circonférentielle entre la première extrémité et la seconde extrémité est supérieure à une distance circonférentielle inter-nervures.wherein a circumferential distance between the first end and the second end is greater than an inter-rib circumferential distance.
Ainsi, l’empattement de l’aube dans le disque est augmenté par rapport à l’art antérieur. L’empattement de l’aube est défini par la distance entre la première extrémité de la paroi transverse aval et la seconde extrémité de la paroi transverse amont. L’augmentation de l’empattement de l’aube permet de limiter la bascule de l’aube et donc de réduire le déboitement de l’aube.Thus, the wheelbase of the blade in the disc is increased compared to the prior art. The wheelbase of the blade is defined by the distance between the first end of the downstream transverse wall and the second end of the upstream transverse wall. Increasing the wheelbase of the blade makes it possible to limit the tilting of the blade and therefore to reduce the slippage of the blade.
La distance circonférentielle inter-nervures peut être définie entre un centre circonférentiel de la première nervure et un centre circonférentiel de la seconde nervure. Le centre circonférentiel de la première nervure, respectivement de la seconde nervure, peut être agencé sur une surface radialement externe de la première nervure, respectivement de la seconde nervure. La distance circonférentielle entre la première extrémité et la seconde extrémité peut être définie par la distance entre la première extrémité et la projection de la seconde extrémité dans un plan radial comprenant la première extrémité, ou inversement.The inter-rib circumferential distance can be defined between a circumferential center of the first rib and a circumferential center of the second rib. The circumferential center of the first rib, respectively of the second rib, can be arranged on a radially outer surface of the first rib, respectively of the second rib. The circumferential distance between the first end and the second end can be defined by the distance between the first end and the projection of the second end in a radial plane including the first end, or vice versa.
Chacune de la première extrémité et de la seconde extrémité peut être agencée au-delà d’un sommet de la première nervure, respectivement d’un sommet de la seconde nervure.Each of the first end and of the second end can be arranged beyond an apex of the first rib, respectively an apex of the second rib.
Le sommet de la première nervure, respectivement le sommet de la seconde nervure, peut correspondre au centre circonférentiel de la première nervure, respectivement le centre circonférentiel de la seconde nervure.The apex of the first rib, respectively the apex of the second rib, may correspond to the circumferential center of the first rib, respectively the circumferential center of the second rib.
La paroi transverse aval d’au moins une aube peut présenter un premier bord circonférentiel comprenant la première extrémité et un second bord circonférentiel opposé au premier bord circonférentiel. Le second bord circonférentiel de la paroi transverse aval peut comprendre un décrochement configuré pour recevoir au moins une partie, en particulier la totalité, d’un premier bord circonférentiel d’une aube adjacente à ladite aube.The downstream transverse wall of at least one blade may have a first circumferential edge comprising the first end and a second circumferential edge opposite the first circumferential edge. The second circumferential edge of the downstream transverse wall may comprise a recess configured to receive at least part, in particular all, of a first circumferential edge of a blade adjacent to said blade.
De façon similaire, la paroi transverse amont d’au moins une aube peut présenter un premier bord circonférentiel comprenant la seconde extrémité et un second bord circonférentiel opposé au premier bord circonférentiel. Le second bord circonférentiel de la paroi transverse amont peut comprendre un décrochement configuré pour recevoir au moins une partie d’un premier bord circonférentiel d’une aube adjacente à ladite aube.Similarly, the upstream transverse wall of at least one blade may have a first circumferential edge comprising the second end and a second circumferential edge opposite the first circumferential edge. The second circumferential edge of the upstream transverse wall may comprise a recess configured to receive at least part of a first circumferential edge of a blade adjacent to said blade.
Les décrochements peuvent être des évidements réalisés circonférentiellement vers l’intérieur dans les seconds bords circonférentiels.The recesses may be recesses made circumferentially inwards in the second circumferential edges.
Cet agencement permet un engagement des plateformes d’aubes adjacentes et réduit l’encombrement des aubes dans le disque. En outre, l’engagement des plateformes l’une dans l’autre permet de former une continuité d’une veine aérodynamique de la roue à aubes dans la turbine.This arrangement allows engagement of the adjacent blade platforms and reduces the bulk of the blades in the disc. In addition, the engagement of the platforms one in the other makes it possible to form a continuity of an aerodynamic vein of the blade wheel in the turbine.
Les décrochements peuvent présenter une forme différente, par exemple une forme présentant des dimensions, en particulier une dimension circonférentielle, supérieures aux dimensions, en particulier à la dimension circonférentielle, des premiers bords circonférentiels.The recesses may have a different shape, for example a shape having dimensions, in particular a circumferential dimension, greater than the dimensions, in particular the circumferential dimension, of the first circumferential edges.
Le premier bord circonférentiel de la paroi transverse aval peut comprendre une portion en saillie dans une direction circonférentielle, ladite portion en saillie comprenant la première extrémité. Le décrochement du second bord circonférentiel de la paroi transverse aval peut présenter une forme complémentaire à ladite portion en saillie.The first circumferential edge of the downstream transverse wall may comprise a projecting portion in a circumferential direction, said projecting portion comprising the first end. The recess of the second circumferential edge of the downstream transverse wall may have a shape complementary to said projecting portion.
De façon similaire, le premier bord circonférentiel de la paroi transverse amont peut comprendre une portion en saillie dans une direction circonférentielle, ladite portion en saillie comprenant la seconde extrémité. Le décrochement du second bord circonférentiel de la paroi transverse amont peut présenter une forme complémentaire à ladite portion en saillie.Similarly, the first circumferential edge of the upstream transverse wall may comprise a projecting portion in a circumferential direction, said projecting portion comprising the second end. The recess of the second circumferential edge of the upstream transverse wall may have a shape complementary to said projecting portion.
Les portions en saillie peuvent s’étendre sur une partie ou la totalité d’une hauteur radiale des premiers bords circonférentiels. Chaque portion en saillie peut s’étendre circonférentiellement vers l’extérieur depuis le bord circonférentiel qui la comprend.The protruding portions may extend over part or all of a radial height of the first circumferential edges. Each protruding portion may extend circumferentially outward from the circumferential edge that includes it.
Une dimension circonférentielle d’au moins l’un du premier bord circonférentiel de la paroi transverse amont et du premier bord circonférentiel de la paroi transverse aval, en particulier au niveau de la première extrémité et de la seconde extrémité, peut être comprise entre 5% et 40% de la distance circonférentielle inter-nervures, en particulier entre 10% et 25% de la distance circonférentielle inter-nervures.A circumferential dimension of at least one of the first circumferential edge of the upstream transverse wall and of the first circumferential edge of the downstream transverse wall, in particular at the level of the first end and of the second end, can be between 5% and 40% of the inter-rib circumferential distance, in particular between 10% and 25% of the inter-rib circumferential distance.
Une dimension circonférentielle d’au moins l’une de la portion en saillie du premier bord circonférentiel de la paroi transverse amont et de la portion en saillie du premier bord circonférentiel de la paroi transverse aval, en particulier au niveau de la première extrémité et de la seconde extrémité, peut être comprise entre 5% et 40% de la distance circonférentielle inter-nervures, en particulier entre 10% et 25% de la distance circonférentielle inter-nervures.A circumferential dimension of at least one of the projecting portion of the first circumferential edge of the upstream transverse wall and of the projecting portion of the first circumferential edge of the downstream transverse wall, in particular at the level of the first end and the second end may be between 5% and 40% of the inter-rib circumferential distance, in particular between 10% and 25% of the inter-rib circumferential distance.
La dimension circonférentielle du premier bord circonférentiel de la paroi transverse amont, respectivement du premier bord circonférentiel de la paroi transverse aval, peut être définie pas une distance circonférentielle entre la première extrémité et le centre circonférentiel de la nervure en contact avec la première extrémité, respectivement de la seconde extrémité et le centre circonférentiel de la nervure en contact avec la seconde extrémité.The circumferential dimension of the first circumferential edge of the upstream transverse wall, respectively of the first circumferential edge of the downstream transverse wall, can be defined by a circumferential distance between the first end and the circumferential center of the rib in contact with the first end, respectively of the second end and the circumferential center of the rib in contact with the second end.
La dimension circonférentielle du premier bord circonférentiel de la paroi transverse amont peut être différente de la dimension circonférentielle du premier bord circonférentiel de la paroi transverse aval. Alternativement, la dimension circonférentielle du premier bord circonférentiel de la paroi transverse amont peut être égale à la dimension circonférentielle du premier bord circonférentiel de la paroi transverse aval.The circumferential dimension of the first circumferential edge of the upstream transverse wall may be different from the circumferential dimension of the first circumferential edge of the downstream transverse wall. Alternatively, the circumferential dimension of the first circumferential edge of the upstream transverse wall may be equal to the circumferential dimension of the first circumferential edge of the downstream transverse wall.
Chaque aube peut comprendre un talon agencé en périphérie radialement externe de ladite aube, le talon comportant deux bords circonférentiels. Un des bords circonférentiels d’une première aube peut être engagé dans un bord circonférentiel adjacent d’une seconde aube.Each blade may include a heel arranged at the radially outer periphery of said blade, the heel comprising two circumferential edges. One of the circumferential edges of a first vane can be engaged in an adjacent circumferential edge of a second vane.
Cet agencement permet de former une continuité d’une veine aérodynamique de la roue à aubes dans la turbine.This arrangement makes it possible to form a continuity of an aerodynamic vein of the bladed wheel in the turbine.
Les bords circonférentiels de la paroi transverse amont et de la paroi transverse aval peuvent être réalisés par un usinage par électro-érosion.The circumferential edges of the upstream transverse wall and of the downstream transverse wall can be produced by electro-erosion machining.
La turbine peut être une turbine haute pression ou une turbine basse pression.The turbine can be a high pressure turbine or a low pressure turbine.
Le présent exposé concerne en outre une turbomachine comprenant au moins une roue à aubes du type précité.This presentation also relates to a turbine engine comprising at least one blade wheel of the aforementioned type.
Brève description des figuresBrief description of figures
Claims (10)
- un disque (11) présentant une pluralité d’alvéoles, chaque alvéole (24) étant formée par une première nervure (261) et une seconde nervure (262) successives du disque, et
- une pluralité d’aubes (100) montées circonférentiellement autour dudit disque, chaque aube comprenant un pied (14) engagé dans une alvéole (24) du disque (11), et
chaque pied (14) d’aube comprenant une paroi transverse aval (101) et une paroi transverse amont (102), les parois transverses amont et aval s’étendant circonférentiellement autour dudit pied (14) d’aube,
la paroi transverse aval (101) présentant une première extrémité circonférentielle (107) en contact avec la première nervure (261) du disque et la paroi transverse amont (102) présentant une seconde extrémité circonférentielle (108) en contact avec la seconde nervure (262),
dans laquelle une distance circonférentielle (110) entre la première extrémité (107) et la seconde extrémité (108) est supérieure à une distance circonférentielle inter-nervures (112).Turbine impeller rotatable about a longitudinal axis, comprising:
- a disc (11) having a plurality of cells, each cell (24) being formed by a first rib (26 1 ) and a second rib (26 2 ) successive disc, and
- a plurality of vanes (100) mounted circumferentially around said disc, each vane comprising a root (14) engaged in a cell (24) of the disc (11), and
each blade root (14) comprising a downstream transverse wall (101) and an upstream transverse wall (102), the upstream and downstream transverse walls extending circumferentially around said blade root (14),
the downstream transverse wall (101) having a first circumferential end (107) in contact with the first rib (26 1 ) of the disc and the upstream transverse wall (102) having a second circumferential end (108) in contact with the second rib ( 26 2 ),
wherein a circumferential distance (110) between the first end (107) and the second end (108) is greater than an inter-rib circumferential distance (112).
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2021
- 2021-03-16 FR FR2102607A patent/FR3120903A1/en active Pending
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