WO2022258911A1 - Roue de rotor pour une turbomachine d'aéronef - Google Patents

Roue de rotor pour une turbomachine d'aéronef Download PDF

Info

Publication number
WO2022258911A1
WO2022258911A1 PCT/FR2022/051034 FR2022051034W WO2022258911A1 WO 2022258911 A1 WO2022258911 A1 WO 2022258911A1 FR 2022051034 W FR2022051034 W FR 2022051034W WO 2022258911 A1 WO2022258911 A1 WO 2022258911A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bulb
disc
wheel
face
cells
Prior art date
Application number
PCT/FR2022/051034
Other languages
English (en)
Inventor
Jean-Luc BREINING
Denis Daniel Jean Boisseleau
Thomas Gabriel Elie Gatteau
Yvan Ludovic LAMEIGNERE
Original Assignee
Safran Helicopter Engines
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Safran Helicopter Engines filed Critical Safran Helicopter Engines
Priority to EP22734658.2A priority Critical patent/EP4352336A1/fr
Priority to CN202280039989.XA priority patent/CN117425764A/zh
Publication of WO2022258911A1 publication Critical patent/WO2022258911A1/fr

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005—Sealing means between non relatively rotating elements
    • F01D11/006—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/32—Locking, e.g. by final locking blades or keys
    • F01D5/326—Locking of axial insertion type blades by other means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position

Definitions

  • the present invention relates to a rotor wheel for an aircraft turbine engine.
  • the technical background includes in particular the documents FR-A1-2 951 224, FR AI -3 049 643, US-A-2 755 062, EP-A1-3 594 450, EP-A1-3 647 545, FR -A1-
  • a rotor wheel 10 such as that partially illustrated in Figure 1, comprises a disc 12 which has a main axis A representing the axis of rotation of the wheel, and which comprises cells 14 at its outer periphery.
  • the cells 14 extend along the axis A and can be parallel to this axis or inclined with respect to the axis A. They are separated from each other by teeth 16 of the disc, these teeth being also called " interpales”.
  • the cells 14 are generally formed by broaching or spark erosion and have a general dovetail or fir tree shape (with one or more lobes). Their axes along the A axis are called broaching axes.
  • Each of the cells 14 has a bottom located between two lateral sides.
  • the rotor wheel 10 also comprises vanes 22 which are mounted in the cells 14 of the disc 12.
  • Each vane 22 comprises a blade 24 connected by a platform 26 to a foot 28 which is configured to be mounted by complementarity of shapes in one of the cells 14.
  • Each of the teeth 16 of the disc has at its radially outer end a top 18 covered by the platforms 26 of two adjacent blades 22.
  • each blade 22 comprises at its radially inner end a lobe 30, a first axial end of which comprises a circumferential notch 32 and of which a second axial end, opposite the first axial end, comprises a cleat 33 or hook oriented radially towards the interior (see figure 2).
  • the rotor wheel 10 further comprises a split annular ring 34 engaged in the notches 32 of the blades and pressed axially against the disc 12.
  • Figures 3-7 are detail views of a prior art rotor wheel 10.
  • these blades 22 are intended to bear by their lugs 33 on the disc 12.
  • the ring 34 bears axially on a face 12a of the disc 12, and the lugs 33 are in axial support on the opposite face 12b of the disc . In theory, this axial support is ensured by mounting the ring 34.
  • Each of the vanes 22 is mounted on the outer periphery of the disc 12 by a “slide” connection. Once mounted, the blades 22 must be held axially on the disc 12 and the snap ring 34 ensures this immobilization. It is also important to seal this connection in particular to prevent gases from the rotor passage from flowing through this connection.
  • the axial support of the lugs 33 of the blades 22 on the disc 12 makes it possible to ensure sealing in this zone between the blades 22 and the cells 14 of the disc.
  • This sealing is of the axial type insofar as it is ensured by a bearing in the axial direction, i.e. parallel to axis A of the wheel or to the broaching axes of the cells.
  • the blades 22 can move axially (of the order of a few tenths of a millimeter) and their cleats
  • Axial sealing in the region of the cleat 33 of each blade 22 is thus no longer ensured. This phenomenon is accentuated because of the connections 38 of the sides 14b to the bottom 14a of the cells 14, and of the connections 40 of the cleat 33 on the sides of the foot, which are designed to ensure good axial support of the cleat 33 against the disc 12.
  • Figures 6 and 7 illustrate leaks from the sliding connection in this area. These leaks introduce a bias in the model of the initial air system, and they induce a drop in the efficiency of the rotor and a difference in the temperature at the top of the disc.
  • the present invention provides a solution to this problem, which is simple, efficient and economical.
  • a disc having a main axis and having cells at its outer periphery, the cells extending along said axis and each having a bottom and two lateral sides,
  • each of these blades comprising a blade connected by a platform to a root which is configured to be mounted by complementarity of shapes in one of the cells, the root of each of the blades comprising at its end radially a lobe whose first axial end comprises a circumferential notch and whose second axial end, opposite the first end, comprises a cleat oriented radially inwards and configured to come into axial abutment on a first face of the disc, and
  • lobe of the root of each of the blades comprises, between the said first and second ends, a projecting bulb which is oriented radially inwards and configured to be in surface radial support on the bottom of the corresponding cell.
  • the additional bulb of the root of each blade is also configured to be in radial bearing on the bottom of the cell of the reception of the foot in order to provide sealing in this zone by this radial support.
  • the bulb remains in radial support on the bottom of the cell, which maintains and guarantees sealing in this area.
  • radial support means the fact that two elements are in radial support on one another or the fact that these two elements are fitted to one another in the radial direction.
  • surface support or “tight support” means the fact for an element or a surface to be supported on another element or another surface with at least three points of contact, this support being able to impart a seal between these elements or these surfaces.
  • the wheel according to the invention may also have one or more of the following characteristics, taken alone or in combination with each other:
  • said bulb has in cross section a shape complementary to a cross section of a part of the cell in which it is located.
  • said bulb has an axial position Pbuibe on said lobe, measured along the axis and from the face of the disc on which said blade cleat rests, such that: p the axial position of the bulb on the blade root,
  • said bulb has an axial position Pbuibe such that it is closer to said first end than to said second end
  • said bulb has an axial length Lbuibe such that:
  • said bulb has in cross section an area SBuibe such that:
  • Stotaie_Disque the total area of a cross-section of an alveolus of the disc
  • Spaie_pied the area of a cross-section of the foot outside the bulb without passing through the bulb
  • said bulb comprises two radial faces, respectively upstream and downstream, which are interconnected by a convex curved face complementary to the bottom of the cell,
  • the present invention also relates to a turbine engine, in particular for an aircraft, comprising at least one rotor wheel as described previously.
  • Figure 1 is a partial schematic perspective view of a rotor wheel of an aircraft turbine engine
  • Figure 1a is an enlarged view of part of Figure 1;
  • Figure 2 is a partial schematic perspective view of a rotor blade
  • Figure 3 is a partial schematic view in perspective and in axial section of a rotor wheel, the section passing through the root of a blade;
  • Figure 4 is a partial schematic perspective view of a rotor wheel, seen from an upstream side here;
  • Figure 5 is a partial schematic perspective view of a rotor wheel, seen from a downstream side here;
  • Figure 6 is a partial schematic view in perspective and in section of a rotor wheel, and shows the passage sections around the bottom of a cell of the disc;
  • FIG. 7 is a partial diagrammatic view in perspective of the passage section between a cleat of the root of a blade and the disc;
  • Figure 8 is a schematic perspective view of a blade for a rotor wheel according to the invention.
  • Figure 9 is a schematic view in perspective and in axial section of the rotor wheel comprising the blade of Figure 8;
  • Figure 10 is an enlarged view of part of Figure 9;
  • Figure 11 is a partial schematic perspective view of a disc and shows the cross-sectional area of one of its cells;
  • FIG. 12 is a partial schematic perspective view of a disc and shows the cross-sectional areas of the root of a blade housed in one of the slots of the disc; and
  • FIG. 13 is a partial schematic perspective view of a rotor wheel and shows a line of flight between the root of a blade and a cavity of the disc.
  • FIGS 1 to 7 have been described in the foregoing and illustrate the context of the invention, one embodiment of which is illustrated in Figures 8 to 13.
  • the invention relates to a rotor wheel 10 which is partially shown in Figures 11 and 13.
  • This wheel 10 comprises a disc 12 which, as in Figure 1, has a main axis A (not visible) representing the axis of rotation of the wheel.
  • Disc 12 includes cells 14 at its outer periphery.
  • the cells 14 extend along the axis A and are separated from each other by teeth 16.
  • the cells 14 are generally formed by broaching or electroerosion (EDM) and have a general dovetail shape or fir tree (with one or more lobes).
  • EDM electroerosion
  • Each of the cells 14 has a bottom 14a located between two lateral sides 14b.
  • Each of the teeth 16 of the disc has at its radially outer end a vertex 18.
  • the rotor wheel 10 also comprises vanes 22 which are mounted in the cells 14 of the disc 12.
  • Each vane 22 comprises a blade 24 connected by a platform 26 to a foot 28 which is configured to be mounted by complementarity of shapes in one of the cells 14.
  • Each blade 22 may further comprise a heel.
  • the root 28 of each blade 22 comprises at its radially inner end a lobe 30, a first axial end of which, here downstream, comprises a circumferential notch 32 and a second axial end of which, here upstream, comprises a cleat 33 or hook oriented radially towards the interior (see figure 8).
  • the rotor wheel 10 further comprises a split annular ring 34 engaged in the notches 32 of the blades and pressed axially against the disc 12, and in particular against a downstream face 12a of the disc 12.
  • Each of the vanes 22 is mounted on the outer periphery of the disc 12 by a “slide” connection. Once mounted, the blades 22 must be maintained axially on the disk 12 and the ring 34 ensures this immobilization. It is also important to seal this connection in particular to prevent gases from the rotor passage from flowing through this connection.
  • this sealing is ensured even if the blade 22 moves axially in operation according to the mounting clearances, that is to say whatever the axial position of the blade 22 in the cell 14 corresponding.
  • the lobe 30 of the foot 28 of each of the blades 22 comprises, between the notch 32 and the tab 33, a projecting bulb 42 which is oriented radially inwards and configured to rest sealed radial or adjusted in the radial direction on the bottom 14a of the cell 14 corresponding.
  • the bulb 42 preferably has in cross section a shape complementary to a cross section of a part of the cell 14 in which it is located.
  • the bulb 42 comprises an upstream radial face 42a and a downstream radial face 42b. These faces 42a, 42b are interconnected by a concave curved surface 42c complementary to the bottom 14a of the cell 14 and bearing radially or adjusted against this bottom 14.
  • the downstream face 42b is connected to the notch 32 by a face 42d which is inclined here in the example shown. In this way, the face 42d makes it possible in particular to facilitate the machining of the bulb 42.
  • FIG. 10 illustrates the axial position of bulb 42 on root 26 or lobe 30, measured along axis A and from face 12b of disk 12 on which cleat 33 or hook of the blade rests.
  • the axial position Pbuibe is such that: p the axial position of the bulb on the blade root (measured along axis A), k ⁇ a axial length of the blade root (measured along axis A),
  • (r// may be greater than or equal to 0.1 or 0.7, and (p//c)2 may be less than or equal to 0.9 or 0.3.
  • the parameters (p/Ar) 1 and (p//c) 2 indicate in particular a range of values (without unit of measurement) for an axial position of the bulb Pbuibe.
  • the range of values of the parameters (p//c)i and (p//c)2 can correspond to the axial position of the bulb with respect to the axial length of the blade root. This range of values can be between 0.1 and 0.9.
  • the axial position Pbuibe is between 0.1 and 0.3 and/or between 0.7 and 0.9. This makes it possible to facilitate the machining of the bulb 42, for example by a grinding wheel, which does not interfere with the cleat 33.
  • FIG. 9 illustrates the bulb 42 has an axial position of between 0.7 and 0.9.
  • the bulb 42 has an axial position Pbuibe such that it is closer to said first end of the foot comprising the notch 32 than to said second end of the foot comprising the cleat 33 or hook.
  • the bulb 42 has an axial length Lbuibe such that:
  • FIGS. 11 and 12 show that the bulb 42 has in cross section a shape complementary to a shape in cross section of the cell 14 in which this bulb 42 is located.
  • the air in the SBuibe bulb can be defined as:
  • Stotaie_Disque the total area of a cross-section of a disc cell (figure 11),
  • Spaie_pied the area of a cross-section of the foot outside the bulb without passing through the bulb (figure 12).
  • the bulb 42 located in the cell 14 may not have an exactly complementary shape in cross section.
  • the area of the bulb SBuibe can be defined as:
  • the sealing thus obtained is said to be radial because it is no longer materialized by a flat support of the cleat or hook on the disc.
  • the manufacture of a blade as described above can be carried out as follows:
  • the bulb is made with a conventional means of grinding but compared to the rest of the foot with a different shape wheel and a different tool path due to the interference of the shapes in the broaching axis, machining of the disc slots is obtained by broaching or by wire EDM cutting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Roue de rotor (10) pour une turbomachine d'aéronef, cette roue comportant : - un disque (12) ayant un axe principal (A) et présentant des alvéoles(14) à sa périphérie externe, les alvéoles s'étendant le long dudit axe et comportant chacune un fond (14a) et deux flancs latéraux (14b), - des aubes (22) montées dans les alvéoles (14) du disque (12), chacune de ces aubes comportant une pale (24) reliée par une plateforme (26) à un pied (28) qui est configuré pour être monté par complémentarité de formes dans une des alvéoles (14), le pied (28) de chacune des aubes (22) comportant à son extrémité radialement interne un lobe (30) dont une première extrémité axiale comprend une encoche circonférentielle (32) et dont une seconde extrémité axiale, opposée à la première extrémité, comprend un taquet (33) orienté radialement vers l'intérieur et configuré pour venir en appui axial sur une première face (12b) du disque (12), et - un jonc annulaire (34) fendu engagé dans les encoches (32) des aubes (22) et plaqué axialement contre une seconde face (12a) du disque, la seconde face (12a) étant opposée à la première face (12b), le lobe (30) du pied (28) de chacune des aubes (22) comprenant, entre lesdites première et seconde extrémités, un bulbe (42) en saillie qui est orienté radialement vers l'intérieur et configuré pour être en appui radial surfacique sur le fond (14a) de l'alvéole (14) correspondante.

Description

DESCRIPTION
TITRE : ROUE DE ROTOR POUR UNE TURBOMACHINE D’AÉRONEF Domaine technique de l'invention
La présente invention concerne une roue de rotor pour une turbomachine d’aéronef.
Arrière-plan technique
L’arrière-plan technique comprend notamment les documents FR-A1-2 951 224, FR AI -3 049 643, US-A-2 755 062, EP-A1-3 594 450, EP-A1-3 647 545, FR-A1-
3 043 133 et GB-A-2 452 515.
Une roue de rotor 10, telle que celle illustrée partiellement à la figure 1 , comprend un disque 12 qui a un axe principal A représentant l’axe de rotation de la roue, et qui comprend des alvéoles 14 à sa périphérie externe.
Les alvéoles 14 s’étendent le long de l’axe A et peuvent être parallèles à cet axe ou inclinées par rapport à l’axe A. Elles sont séparées les unes des autres par des dents 16 du disque, ces dents étant aussi appelées « interpales ». Les alvéoles 14 sont en général formées par brochage ou électroérosion et ont une forme générale en queue d’aronde ou en sapin (à un ou plusieurs lobes). Leurs axes le long de l’axe A sont appelés axes de brochage. Chacune des alvéoles 14 comporte un fond situé entre deux flancs latéraux.
La roue de rotor 10 comprend également des aubes 22 qui sont montées dans les alvéoles 14 du disque 12. Chaque aube 22 comporte une pale 24 reliée par une plateforme 26 à un pied 28 qui est configuré pour être monté par complémentarité de formes dans une des alvéoles 14. Chacune des dents 16 du disque comporte à son extrémité radialement externe un sommet 18 recouvert par les plateformes 26 de deux aubes 22 adjacentes.
Le pied 28 de chaque aube 22 comporte à son extrémité radialement interne un lobe 30 dont une première extrémité axiale comprend une encoche 32 circonférentielle et dont une seconde extrémité axiale, opposée à la première extrémité axiale, comprend un taquet 33 ou crochet orienté radialement vers l’intérieur (cf. figure 2).
La roue de rotor 10 comprend en outre un jonc annulaire 34 fendu engagé dans les encoches 32 des aubes et plaqué axialement contre le disque 12. Les figures 3 à 7 sont des vues de détail d’une roue de rotor 10 de la technique antérieure.
Ces figures permettent de voir que, lorsque le jonc 34 est engagé dans les encoches
32 des aubes, ces aubes 22 sont destinées à prendre appui par leurs taquets 33 sur le disque 12. Le jonc 34 prend appui axialement sur une face 12a du disque 12, et les taquets 33 sont en appui axial sur la face 12b opposée du disque. En théorie, cet appui axial est assuré par le montage du jonc 34.
Chacune des aubes 22 est montée sur la périphérie externe du disque 12 par une liaison « glissière ». Une fois montées, les aubes 22 doivent être maintenues axialement sur le disque 12 et le jonc 34 assure cette immobilisation. Il est en outre important d’assurer une étanchéité de cette liaison en particulier pour éviter que des gaz de la veine du rotor s’écoulent à travers cette liaison.
Dans le montage décrit plus haut, l’appui axial des taquets 33 des aubes 22 sur le disque 12 permet d’assurer une étanchéité dans cette zone entre les aubes 22 et les alvéoles 14 du disque. Cette étanchéité est du type axiale dans la mesure où elle est assurée par un appui en direction axiale, c’est-à-dire parallèlement à l’axe A de la roue ou aux axes de brochage des alvéoles.
Cependant, en pratique, du fait des jeux de montage et des sollicitations thermomécaniques et vibratoires en fonctionnement, les aubes 22 peuvent se déplacer axialement (de l’ordre de quelques dixièmes de millimètre) et leurs taquets
33 peuvent ne plus être en appui axial sur le disque 12, même si cet appui est favorisé par l’écoulement des gaz dans la veine.
L’étanchéité axiale dans la région du taquet 33 de chaque aube 22 n’est ainsi plus assurée. Ce phénomène est accentué à cause des raccordements 38 des flancs 14b au fond 14a des alvéoles 14, et des raccordements 40 du taquet 33 sur les côtés du pied, qui sont conçus pour assurer un bon appui axial du taquet 33 contre le disque 12.
Les figures 6 et 7 illustrent les fuites de la liaison glissière dans cette zone. Ces fuites introduisent un biais dans le modèle du système d’air initial, et elles induisent une baisse du rendement du rotor et un écart de la température en sommet du disque.
La présente invention propose une solution à ce problème, qui est simple, efficace et économique.
Résumé de l’invention La présente invention a pour objet une roue de rotor pour une turbomachine d’aéronef, cette roue comportant :
- un disque ayant un axe principal et présentant des alvéoles à sa périphérie externe, les alvéoles s’étendant le long dudit axe et comportant chacune un fond et deux flancs latéraux,
- des aubes montées dans les alvéoles du disque, chacune de ces aubes comportant une pale reliée par une plateforme à un pied qui est configuré pour être monté par complémentarité de formes dans une des alvéoles, le pied de chacune des aubes comportant à son extrémité radialement interne un lobe dont une première extrémité axiale comprend une encoche circonférentielle et dont une seconde extrémité axiale, opposée à la première extrémité, comprend un taquet orienté radialement vers l’intérieur et configuré pour venir en appui axial sur une première face du disque, et
- un jonc annulaire fendu engagé dans les encoches des aubes et plaqué axialement contre une seconde face du disque, la seconde face étant opposée à la première face, caractérisée en ce que le lobe du pied de chacune des aubes comprend, entre lesdites première et seconde extrémités, un bulbe en saillie qui est orienté radialement vers l’intérieur et configuré pour être en appui radial surfacique sur le fond de l’alvéole correspondante.
Selon l’invention, bien que le taquet de chaque aube puisse fournir une étanchéité dans cette zone par appui axial sur le disque, le bulbe additionnel du pied de chaque aube est également configuré pour être en appui radial sur le fond de l’alvéole de réception du pied afin de fournir une étanchéité dans cette zone par cet appui radial. En fonctionnement, quelle que soit la position axiale de l’aube par rapport au disque, et même si le taquet n’est pas en appui axial sur le disque, le bulbe reste en appui radial sur le fond de l’alvéole ce qui maintient et garantit l’étanchéité dans cette zone. Dans la présente demande, on entend par « appui radial », le fait que deux éléments soient en appui radial l’un sur l’autre ou le fait que ces deux éléments soient ajustés l’un sur l’autre en direction radiale. On entend par « ajusté » ou « ajustement », l’absence de jeu en direction radiale entre ces éléments. En fonctionnement, les forces centrifuges sollicitent les aubes radialement vers l’extérieur qui peuvent ne plus être en appui radial sur les fonds des alvéoles mais être montées de manière ajustée sur ces fonds.
Dans la présente demande, on entend par « appui surfacique » ou « appui étanche », le fait pour un élément ou une surface d’être en appui sur un autre élément ou une autre surface avec au moins trois points de contact, cet appui étant apte à conférer une étanchéité entre ces éléments ou ces surfaces.
La roue selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises seules ou en combinaison les unes avec les autres :
- ledit bulbe a en section transversale une forme complémentaire d’une section transversale d’une partie de l’alvéole dans laquelle il est situé.
- ledit bulbe a une position axiale Pbuibe sur ledit lobe, mesurée le long de l’axe et depuis la face du disque sur laquelle ledit taquet de l’aube est en appui, telle que :
Figure imgf000006_0001
p la position axiale du bulbe sur le pied d’aube,
/c ia longueur axiale du pied d’aube,
(r// supérieur ou égal à 0,1 , de préférence supérieur ou égal à 0,7, et (p//c)2 inférieur ou égal à 0,9, et de préférence à inférieur ou égal à 0,3,
- ledit bulbe a une position axiale Pbuibe telle qu’il est plus proche de ladite première extrémité, que de ladite seconde extrémité,
- ledit bulbe a une longueur axiale Lbuibe telle que :
[MATH2]
0,1 X l Broch_diSqUe ^ L Bulbe 0<9 X l Broch_disque avec
LBroch-disque la longueur de brochage du disque qui est égale à la longueur maximale d’une alvéole,
- ledit bulbe a en section transversale une aire SBuibe telle que :
Figure imgf000006_0002
avec
Stotaie_Disque= l’aire totale d’une section transversale d’une alvéole du disque, et Spaie_pied = l’aire d’une section transversale du pied en dehors du bulbe sans passer par le bulbe,
- ledit bulbe comprend deux faces radiales, respectivement amont et aval, qui sont reliées entre elles par une face incurvée convexe complémentaire du fond de l’alvéole,
- la face radiale aval du bulbe est reliée par une face inclinée à ladite encoche, et -- la pale de chaque aube comprend un talon. La présente invention concerne également une turbomachine, en particulier d’aéronef, comportant au moins une roue de rotor telle que décrite précédemment.
Brève description des figures
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la lecture de la description détaillée qui va suivre pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
[Fig.1 ] la figure 1 est une vue schématique partielle en perspective d’une roue de rotor d’une turbomachine d’aéronef ;
[Fig.1a] la figure 1a est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 1 ;
[Fig. 2] la figure 2 est une vue schématique partielle en perspective d’une aube de rotor ;
[Fig. 3] la figure 3 est une vue schématique partielle en perspective et en coupe axiale d’une roue de rotor, la coupe passant par le pied d’une aube ;
[Fig. 4] la figure 4 est une vue schématique partielle en perspective d’une roue de rotor, vue depuis un côté ici amont ;
[Fig. 5] la figure 5 est une vue schématique partielle en perspective d’une roue de rotor, vue depuis un côté ici aval ;
[Fig. 6] la figure 6 est une vue schématique partielle en perspective et en coupe d’une roue de rotor, et montre les sections de passage autour du fond d’une alvéole du disque ;
[Fig. 7] la figure 7 est une vue schématique partielle en perspective de la section de passage entre un taquet du pied d’une aube et le disque ;
[Fig. 8] la figure 8 est une vue schématique en perspective d’une aube pour une roue de rotor selon l’invention ;
[Fig. 9] la figure 9 est une vue schématique en perspective et en coupe axiale de la roue de rotor comportant l’aube de la figure 8 ;
[Fig. 10] la figure 10 est une vue à plus grande échelle d’une partie de la figure 9 ; [Fig. 11] la figure 11 est une vue schématique partielle en perspective d’un disque et montre l’aire d’une section transversale d’une de ses alvéoles ;
[Fig. 12] la figure 12 est une vue schématique partielle en perspective d’un disque et montre les aires de sections transversales du pied d’une aube logé dans une des alvéoles du disque; et [Fig. 13] la figure 13 est une vue schématique partielle en perspective d’une roue de rotor et montre une ligne de fuite entre le pied d’une aube et une alvéole du disque.
Description détaillée de l'invention
Les figures 1 à 7 ont été décrites dans ce qui précède et permettent d’illustrer le contexte de l’invention dont un mode de réalisation est illustré aux figures 8 à 13. L’invention concerne une roue de rotor 10 qui est partiellement représentée aux figures 11 et 13. Cette roue 10 comprend un disque 12 qui, comme dans la figure 1 , a un axe principal A (non visible) représentant l’axe de rotation de la roue.
Le disque 12 comprend des alvéoles 14 à sa périphérie externe. Les alvéoles 14 s’étendent le long de l’axe A et sont séparées les unes des autres par des dents 16. Les alvéoles 14 sont en général formées par brochage ou éléctroérosion (EDM) et ont une forme générale en queue d’aronde ou en sapin (à un ou plusieurs lobes). Chacune des alvéoles 14 comporte un fond 14a situé entre deux flancs latéraux 14b.
Chacune des dents 16 du disque comporte à son extrémité radialement externe un sommet 18.
La roue de rotor 10 comprend également des aubes 22 qui sont montées dans les alvéoles 14 du disque 12. Chaque aube 22 comporte une pale 24 reliée par une plateforme 26 à un pied 28 qui est configuré pour être monté par complémentarité de formes dans une des alvéoles 14. Chaque aube 22 peut en outre comprend un talon. Le pied 28 de chaque aube 22 comporte à son extrémité radialement interne un lobe 30 dont une première extrémité axiale, ici aval, comprend une encoche 32 circonférentielle et dont une seconde extrémité axiale, ici amont, comprend un taquet 33 ou crochet orienté radialement vers l’intérieur (cf. figure 8).
La roue de rotor 10 comprend en outre un jonc annulaire 34 fendu engagé dans les encoches 32 des aubes et plaqué axialement contre le disque 12, et en particulier contre une face aval 12a du disque 12.
Lorsque le jonc 34 est engagé dans les encoches 32 des aubes, ces aubes 22 sont destinées à prendre appui par leurs propres taquets 33 sur une face amont 12b du disque 12. Le jonc 34 prend appui axialement sur une face 12a du disque 12 et les taquets 33 sont en appui axial sur la face 12b opposée du disque. En théorie, cet appui axial est assuré par le montage du jonc 34.
Chacune des aubes 22 est montée sur la périphérie externe du disque 12 par une liaison « glissière ». Une fois montées, les aubes 22 doivent être maintenues axialement sur le disque 12 et le jonc 34 assure cette immobilisation. Il est en outre important d’assurer une étanchéité de cette liaison en particulier pour éviter que des gaz de la veine du rotor s’écoulent à travers cette liaison.
Selon l’invention, cette étanchéité est assurée même si l’aube 22 se déplace axialement en fonctionnement en fonction des jeux de montage, c’est-à-dire quelle que soit la position axiale de l’aube 22 dans l’alvéole 14 correspondante. Ceci est rendu possible par le fait que le lobe 30 du pied 28 de chacune des aubes 22 comprend, entre l’encoche 32 et le taquet 33, un bulbe 42 en saillie qui est orienté radialement vers l’intérieur et configuré pour être en appui radial étanche ou ajusté en direction radiale sur le fond 14a de l’alvéole 14 correspondante.
Comme cela est visible aux figures 8 et 9 notamment, le bulbe 42 a de préférence en section transversale une forme complémentaire d’une section transversale d’une partie de l’alvéole 14 dans laquelle il est situé.
Dans l’exemple représenté, le bulbe 42 comprend une face radiale amont 42a et une face radiale aval 42b. Ces faces 42a, 42b sont reliées entre elles par une surface incurvée concave 42c complémentaire du fond 14a de l’alvéole 14 et en appui radial ou ajusté sur ce fond 14.
La face aval 42b est reliée à l’encoche 32 par une face 42d qui est ici inclinée dans l’exemple représenté. De cette façon, la face 42d permet notamment de faciliter l’usinage du bulbe 42.
La figure 10 illustre la position axiale du bulbe 42 sur le pied 26 ou le lobe 30, mesurée le long de l’axe A et depuis la face 12b du disque 12 sur laquelle le taquet 33 ou crochet de l’aube est en appui. La position axiale Pbuibe est telle que :
Figure imgf000009_0001
p la position axiale du bulbe sur le pied d’aube (mesurée le long de l’axe A), k \a longueur axiale du pied d’aube (mesurée le long de l’axe A),
(r// peut être supérieur ou égal à 0,1 ou à 0,7, et (p//c)2 peut être inférieur ou égal à 0,9 ou à 0,3.
Les paramètres (p/Ar) 1 et (p//c)2 indiquent notamment une plage de valeurs (sans unité de mesure) pour une position axiale du bulbe Pbuibe. La plage de valeurs des paramètre (p//c)i et (p//c)2 peut correspondre à la position axiale du bulbe par rapport à la longueur axiale du pied d’aube. Cette plage de valeurs peut être comprise entre de 0,1 à 0,9. Avantageusement, la position axiale Pbuibe est comprise entre 0,1 à 0,3 et/ou entre 0,7 et 0,9. Ceci permet de faciliter l’usinage du bulbe 42, par exemple par une meule, qui n’interfère pas avec le taquet 33. De cette façon, l’usinage du bulbe est plus précis et permet de renforcer de manière significative l’étanchéité du bulbe sur le fond de l’alvéole. A titre d’exemple, la figure 9 illustre le bulbe 42 présente une position axiale comprise entre 0,7 et 0,9. Dans l’exemple représenté, le bulbe 42 a une position axiale Pbuibe telle qu’il est plus proche de ladite première extrémité du pied comportant l’encoche 32, que de ladite seconde extrémité du pied comportant le taquet 33 ou crochet.
Le bulbe 42 a une longueur axiale Lbuibe telle que :
[MATH2]
0,1 X LBr0ch_disque ^ L Bulbe 9,9 X LBr0ch_disque avec
LBroch-disque la longueur de brochage du disque qui est égale à la longueur maximale d’une alvéole 14.
A titre d’exemple, les figures 11 et 12 montrent que le bulbe 42 a en section transversale une forme complémentaire avec une forme en section transversale de l’alvéole 14 dans lequel est situé ce bulbe 42. Dans ce cas, l’air du bulbe SBuibe peut être défini telle que :
[MATH4]
S Bulbe — ( totale _Disque ~ $ pale_Pied ) avec
Stotaie_Disque= l’aire totale d’une section transversale d’une alvéole du disque (figure 11), et
Spaie_pied = l’aire d’une section transversale du pied en dehors du bulbe sans passer par le bulbe (figure 12).
De préférence, le bulbe 42 situé dans l’alvéole 14 peut ne pas avoir de forme exactement complémentaire en section transversale.
L’aire du bulbe SBuibe peut être défini telle que :
[MA
0,01
Figure imgf000010_0001
avec
Stotaie_Disque= l’aire totale d’une section transversale d’une alvéole du disque (figure 11), et Spaie_pied = l’aire d’une section transversale du pied en dehors du bulbe sans passer par le bulbe.
L’étanchéité ainsi obtenue est dite radiale car elle n’est plus matérialisée par un appui plan du taquet ou crochet sur le disque. La fabrication d’une aube telle que décrite ci-dessus peut être réalisée comme suit :
• l’usinage du pied de l’aube est réalisé par une rectification classique,
• le bulbe est réalisé avec un moyen classique de rectification mais par rapport au reste du pied avec une meule de forme différente et un parcours d’outil différent en raison de l’interférence des formes dans l’axe de brochage, · l’usinage des alvéoles du disque est obtenu par brochage ou par découpe EDM fil.

Claims

REVENDICATIONS
1. Roue de rotor (10) pour une turbomachine d’aéronef, cette roue comportant :
- un disque (12) ayant un axe principal (A) et présentant des alvéoles (14) à sa périphérie externe, les alvéoles s’étendant le long dudit axe et comportant chacune un fond (14a) et deux flancs latéraux (14b),
- des aubes (22) montées dans les alvéoles (14) du disque (12), chacune de ces aubes comportant une pale (24) reliée par une plateforme (26) à un pied (28) qui est configuré pour être monté par complémentarité de formes dans une des alvéoles (14), le pied (28) de chacune des aubes (22) comportant à son extrémité radialement interne un lobe (30) dont une première extrémité axiale comprend une encoche circonférentielle (32) et dont une seconde extrémité axiale, opposée à la première extrémité, comprend un taquet (33) orienté radialement vers l’intérieur et configuré pour venir en appui axial sur une première face (12b) du disque (12), et
- un jonc annulaire (34) fendu engagé dans les encoches (32) des aubes (22) et plaqué axialement contre une seconde face (12a) du disque, la seconde face (12a) étant opposée à la première face (12b), caractérisée en ce que le lobe (30) du pied (28) de chacune des aubes (22) comprend, entre lesdites première et seconde extrémités, un bulbe (42) en saillie qui est orienté radialement vers l’intérieur et configuré pour être en appui radial surfacique sur le fond (14a) de l’alvéole (14) correspondante.
2. Roue (10) selon la revendication 1 , dans laquelle ledit bulbe (42) a en section transversale une forme complémentaire d’une section transversale d’une partie de l’alvéole (14) dans laquelle il est situé.
3. Roue (10) selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle ledit bulbe (42) a une position axiale Pbuibe sur ledit lobe (30), mesurée le long de l’axe (A) et depuis la face (12b) du disque (12) sur laquelle ledit taquet (33) de l’aube (22) est en appui, telle que :
Figure imgf000012_0001
p la position axiale du bulbe sur le pied d’aube,
/c ia longueur axiale du pied d’aube, {p/l )i supérieur ou égal à 0,1 , de préférence supérieur ou égal à 0,7, et (p//c)2 inférieur ou égal à 0,9.
4. Roue (10) selon la revendication 3, dans laquelle ledit bulbe (42) a une position axiale Pbuibe telle qu’il est plus proche de ladite première extrémité, que de ladite seconde extrémité.
5. Roue (10) selon l’une des revendications 1 à 4, dans laquelle ledit bulbe (42) a une longueur axiale Uuibe telle que :
[MATH2]
0,1
Figure imgf000013_0001
avec
LBroch-disque la longueur de brochage du disque (12) qui est égale à la longueur maximale d’une alvéole (14).
6. Roue (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit bulbe (42) a en section transversale une aire SBuibe telle que :
[MA
0,01
Figure imgf000013_0002
avec
Stotaie_Disque= l’aire totale d’une section transversale d’une alvéole (14) du disque (12), et
Spaie_pied = l’aire d’une section transversale du pied (28) en dehors du bulbe (42) sans passer par le bulbe.
7. Roue (10) selon l’une des revendications 1 à 5, dans laquelle ledit bulbe (42) comprend deux faces radiales, respectivement amont (42a) et aval (42b), qui sont reliées entre elles par une face (42c) incurvée convexe complémentaire du fond (14a) de l’alvéole (14).
8. Roue (10) selon la revendication 7, dans laquelle la face radiale aval (42b) du bulbe (42) est reliée par une face inclinée (42d) à ladite encoche (32).
9. Turbomachine pour un aéronef, dans laquelle elle comprend au moins une roue (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
PCT/FR2022/051034 2021-06-08 2022-05-31 Roue de rotor pour une turbomachine d'aéronef WO2022258911A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22734658.2A EP4352336A1 (fr) 2021-06-08 2022-05-31 Roue de rotor pour une turbomachine d'aéronef
CN202280039989.XA CN117425764A (zh) 2021-06-08 2022-05-31 用于飞行器涡轮发动机的转子轮

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2106011 2021-06-08
FR2106011A FR3123682A1 (fr) 2021-06-08 2021-06-08 Roue de rotor pour une turbomachine d’aéronef

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022258911A1 true WO2022258911A1 (fr) 2022-12-15

Family

ID=77913178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2022/051034 WO2022258911A1 (fr) 2021-06-08 2022-05-31 Roue de rotor pour une turbomachine d'aéronef

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4352336A1 (fr)
CN (1) CN117425764A (fr)
FR (1) FR3123682A1 (fr)
WO (1) WO2022258911A1 (fr)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2755062A (en) 1951-07-13 1956-07-17 Bristol Aeroplane Co Ltd Blade-locking means for turbine and the like rotor assemblies
GB2452515A (en) 2007-09-06 2009-03-11 Siemens Ag Seal coating for rotor blade and/or disc slot
FR2951224A1 (fr) 2009-10-13 2011-04-15 Turbomeca Roue de turbine equipee d'un jonc de retenue axiale verrouillant des pales par rapport a un disque
FR3043133A1 (fr) 2015-10-30 2017-05-05 Turbomeca Aube de turbomachine comprenant un pied etage et traverse par des cavites d'air de refroidissement
FR3049643A1 (fr) 2016-03-31 2017-10-06 Turbomeca Roue a pales rapportees et turbomachine equipee d'une telle roue
EP3594450A1 (fr) 2018-07-09 2020-01-15 Rolls-Royce plc Pale pour moteur de turbine à gaz
EP3647545A1 (fr) 2018-10-31 2020-05-06 United Technologies Corporation Ensemble de pales de turbine, moteur à turbine à gaz associé et procédé de

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2755062A (en) 1951-07-13 1956-07-17 Bristol Aeroplane Co Ltd Blade-locking means for turbine and the like rotor assemblies
GB2452515A (en) 2007-09-06 2009-03-11 Siemens Ag Seal coating for rotor blade and/or disc slot
FR2951224A1 (fr) 2009-10-13 2011-04-15 Turbomeca Roue de turbine equipee d'un jonc de retenue axiale verrouillant des pales par rapport a un disque
FR3043133A1 (fr) 2015-10-30 2017-05-05 Turbomeca Aube de turbomachine comprenant un pied etage et traverse par des cavites d'air de refroidissement
FR3049643A1 (fr) 2016-03-31 2017-10-06 Turbomeca Roue a pales rapportees et turbomachine equipee d'une telle roue
EP3594450A1 (fr) 2018-07-09 2020-01-15 Rolls-Royce plc Pale pour moteur de turbine à gaz
EP3647545A1 (fr) 2018-10-31 2020-05-06 United Technologies Corporation Ensemble de pales de turbine, moteur à turbine à gaz associé et procédé de

Also Published As

Publication number Publication date
EP4352336A1 (fr) 2024-04-17
FR3123682A1 (fr) 2022-12-09
CN117425764A (zh) 2024-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2598532C (fr) Aube de rotor d&#39;une turbomachine
CA2557765C (fr) Dispositif d&#39;immobilisation d&#39;un anneau de retention axiale d&#39;une aube, disque de rotor et anneau de retention associes, et rotor et moteur d&#39;aeronef les comportant
WO2013072605A1 (fr) Roue a aubes pour une turbomachine
EP3749838B1 (fr) Aube de turbomachine d&#39;aeronef
WO2012114032A1 (fr) Rotor de soufflante et turboréacteur associé
EP2694781B1 (fr) Flasque d&#39;etancheite pour etage de turbine de turbomachine d&#39;aeronef, comprenant des tenons anti-rotation fendus
EP2603670B1 (fr) Dispositif de blocage d&#39;un pied d&#39;une aube de rotor
EP3201438B1 (fr) Aube mobile de turbomachine, comprenant un ergot engageant une entaille de blocage d&#39;un disque de rotor
EP3123001B1 (fr) Pièce de révolution pour un rotor de turbomachine, rotor de turbomachine, module de turbomachine et turbomachine associés
WO2022258911A1 (fr) Roue de rotor pour une turbomachine d&#39;aéronef
EP3683450B1 (fr) Ensemble rotatif de turbomachine
FR2856105A1 (fr) Amelioration de la capacite de retention d&#39;une aube a attache marteau dissymetrique a l&#39;aide des raidisseurs de plates-formes
FR2994211A1 (fr) Aube mobile de turbine
FR3106632A1 (fr) Aubage de stator pour une turbomachine d’aeronef
FR3100836A1 (fr) Aubes mobiles pour turbine
FR3123681A1 (fr) Roue de rotor pour une turbomachine d’aéronef
FR3069572B1 (fr) Aube de rotor pour une turbomachine d&#39;aeronef
WO2023041868A1 (fr) Aube mobile pour turbine de turbomachine, comprenant une échasse équipée d&#39;excroissances de retenue radiale de l&#39;aube
WO2023152440A1 (fr) Rotor de turbine comprenant un anneau d&#39;arrêt d&#39;aubes configuré pour favoriser le refroidissement des pieds d&#39;aubes
FR3140120A1 (fr) Roue de turbine comprenant un dispositif de retenue axiale de pieds d’aube dans les alvéoles d’un disque
FR3126447A1 (fr) Roue mobile de turbomachine comprenant une pièce de butée axiale pour amortisseur
FR3098844A1 (fr) Roue de turbomachine
FR2903138A1 (fr) Aube mobile et disque de rotor de turbomachine, et dispositif d&#39;attache d&#39;une telle aube sur un tel disque

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22734658

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202280039989.X

Country of ref document: CN

Ref document number: 18566972

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022734658

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022734658

Country of ref document: EP

Effective date: 20240108