WO2024165807A1 - Ensemble de rotor à plateformes indépendantes et procédé de montage d'un tel rotor - Google Patents

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WO2024165807A1
WO2024165807A1 PCT/FR2024/050120 FR2024050120W WO2024165807A1 WO 2024165807 A1 WO2024165807 A1 WO 2024165807A1 FR 2024050120 W FR2024050120 W FR 2024050120W WO 2024165807 A1 WO2024165807 A1 WO 2024165807A1
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WO
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disk
platform
hook
upstream
flange
Prior art date
Application number
PCT/FR2024/050120
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English (en)
Inventor
Simon Jean-Marie Bernard Cousseau
Yannick Durand
Baptiste Dorian LAWNICZEK
Original Assignee
Safran Aircraft Engines
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Publication date
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    • 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
    • F01D5/3015—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates
    • 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
    • F01D11/008—Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/80—Platforms for stationary or moving blades
    • 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
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/90—Mounting on supporting structures or systems

Definitions

  • the present invention relates to a turbine rotor assembly whose platforms of the moving blades are independent of the blades of said moving blades. It also relates to a method of mounting these moving blades in the rotor disk.
  • the invention finds applications in the field of aeronautics and, in particular, in the field of low pressure turbines of turbomachines for aircraft.
  • a low pressure (LP) turbine comprises several successive bladed wheels, separated by distributor stages.
  • a bladed wheel also called a wheel, comprises so-called "moving" blades and a rotor disk.
  • Each moving blade generally comprises a blade extended by a blade root.
  • the external periphery of the rotor disk comprises mounting grooves, called cells, which extend in substantially axial directions (i.e. with an angle of up to a few degrees relative to the axial direction).
  • Each cell is designed to receive the root of a moving blade mounted by fitting into said cell.
  • the moving blades each comprise a platform extending circumferentially around the blade of the blade, in a plane substantially perpendicular to the plane containing the blade.
  • the platforms are designed to form, with the platforms of the other moving blades, an internal vein in which the hot gases passing through the turbine circulate.
  • the platform is integrated into the moving blade, that is to say that it is manufactured in a single piece with the blade and the blade root.
  • a first axial retention ring, or flange is provided, arranged on the upstream face of the turbine disk and a second axial retention ring, arranged on the downstream face of the turbine disk.
  • FIG. 1 An example of a portion of a LP turbine comprising three bladed wheels 1a, 1b, 1c according to the state of the art is shown in FIG. 1.
  • the impellers 1a, 1b, 1c are separated from each other by distributors 7, 8 each equipped with a ferrule 9, 10 forming the internal wall of the flow stream F.
  • Each impeller 1a, 1b, 1c comprises a disk rotating around the central axis of the turbine, schematized by the axis X, and comprising an external peripheral rim 2a, 2b, 2c, to which the blades are fixed by their foot 3a, 3b, 3c.
  • a first wheel 1a comprises a movable blade 4a mounted axially, by its foot 3a, in a cell 6a of the rim 2a of the disk.
  • the foot 3a of the blade 4a is blocked axially, upstream, by an annular flange 13 and, downstream, by an annular flange 14, the flanges 13 and 14 being of different types.
  • CMC blades are therefore lighter than conventional metal blades.
  • the manufacture of CMC blades with a retaining hook is complex because it involves weaving and requires forming on the blade, at the platform 5a, 5b, 5c located between the blade and the root 3a, 3b, 3c of the blade, two layers of texture, one of which constitutes the surface delimiting the air stream and the hook and the other serves as the anti-tilt of the blade and the downstream covering.
  • each platform is carried by the two adjacent blade and blade root assemblies (hereinafter called blades), for example, by means of a retaining shoulder resting on each of the two circumferentially adjacent blades.
  • the centrifugal force of each platform is then taken up by the two circumferentially adjacent blades: the centrifugal force passes through the blade root and the blade-disc attachment of each of the two adjacent blades to be taken up by the disk.
  • the blade-disk attachment is therefore loaded, in addition to the centrifugal force of the blade itself, by the centrifugal force of the platform. As the centrifugal force of the platform is not negligible compared to that of the blade, the load of the blade-disk attachment therefore increases significantly.
  • a solution to lighten this blade-disc load could be to use blade-disc attachments in the shape of fir tree feet (i.e. with several bearing stages).
  • the current state of the art on CMC blades does not allow the manufacture of blade-disc attachments in the shape of a fir tree foot.
  • Current knowledge limits the attachment to the simpler shape called "dovetail”. It is therefore not possible to increase the capacity of the blade-disc attachment by adding a bearing stage.
  • the applicant proposes a platform equipped with a downstream hook anchored to the top of a tooth of the disc and an upstream hook held axially by a flange.
  • upstream and downstream are defined with respect to the direction of air flow from the air inlet into the LP turbine to the air outlet from the LP turbine.
  • upstream and downstream are understood to be along a central axis X with respect to the general direction of the gases in operation.
  • the term “external” designates the surfaces or parts of parts furthest from the central axis X of the air stream of the turbomachine (i.e. the axis of rotation of the fan blades), as opposed to the term “interior” which designates the surfaces and parts of parts closest to said central axis X.
  • the invention relates to a turbine rotor assembly of an X-axis turbomachine comprising: a rotor disk centered on the X-axis and having cells which open at the external periphery of the disk, two circumferentially adjacent cells delimiting a tooth of the disk, and moving blades each comprising a root mounted in one of the cells of the disk and a blade which extends the root, a plurality of platforms for holding the moving blades in the cells of the disk, each platform being mounted circumferentially between two circumferentially adjacent moving blades, and a flange for holding the moving blades in the cells.
  • each platform comprises: a vein wall configured to delimit a gas flow vein of the turbomachine, a downstream hook in the shape of an L with the vertical portion of the L extending radially from the vein wall and the horizontal portion of the L housed in a corresponding holding hook positioned at the top of a tooth of the disk; and an upstream hook extending substantially radially from an upstream zone of the vein wall and held axially between the flange and the disk.
  • the platforms of this rotor assembly are designed to allow the centrifugal forces of the platforms to be taken up on the disk (unlike the prior art where the centrifugal forces are taken up by the blade-disk attachment), which makes it possible to limit the mechanical loading of the blade-disk attachment.
  • the rotor assembly may have one or several additional features among the following, considered individually or in all technically possible combinations:
  • the flange is annular in shape, mounted radially along an upstream face of the disk.
  • the upstream hook of each platform extends at least partially along an upstream face of the disk, between said upstream face of the disk and the flange.
  • the upstream hook of each platform is in the shape of an inverted L with a vertical portion of the inverted L extending substantially radially from the vein wall and a horizontal portion of the inverted L extending substantially perpendicularly from the vertical portion of the inverted L and housed in a groove of the flange.
  • the upstream hook of each platform is in the shape of an L with a vertical portion of the L extending substantially radially from the vein wall and a horizontal portion of the L extending substantially perpendicularly from the vertical portion of the L and housed in a rib of the upstream face of the disk.
  • the upstream hook of each platform is L-shaped with a vertical portion of the L extending substantially radially from the vein wall and a horizontal portion of the L extending substantially perpendicularly from the vertical portion of the L and housed in a retaining tab at the top of the disc tooth.
  • the downstream hook of each platform extends from a downstream area of the vein wall, radially in line with the disc tooth retaining hook.
  • each platform extends from a central area of the vein wall, radially in line with the disc tooth retaining hook. it comprises an axial blade retaining ring positioned downstream of the disc.
  • the platform comprises a radial wall extending downstream, from the vein wall to the top of a tooth of the disk.
  • each platform comprises a circumferential end edge of a shape complementary to the shape of a blade of the moving vane, a sealing ring being housed in a recess of each circumferential end edge.
  • it comprises a stop ring housed in a groove of the rotor disk, at a radially internal end of the flange, the stop ring being configured to secure the flange to the disk after mounting said flange on the disk.
  • a second aspect of the invention relates to a turbomachine, characterized in that it comprises a rotor assembly according to the first aspect.
  • a third aspect of the invention relates to a method for mounting moving blades in cells of a rotor disk, characterized in that it comprises the following steps: choosing a first and a second platform for holding the moving blades, installing a sealing ring in a recess in a circumferential end edge of a flow path wall of each of the first and second platforms, assembling the first and second platforms circumferentially on either side of a moving blade, assembling successive platforms, one after the other, circumferentially on either side of moving blades so as to form a ring of moving blades, assembling the ring of moving blades in the disk by translating the blade roots into cells of the disk from an upstream face of the disk, positioning a stop ring in a groove in the disk, and positioning the flange in the groove of the disk, along the upstream face of the disk.
  • Figure 1 already described, represents a schematic view in longitudinal section of a part of a LP turbine with several blade wheels according to the state of the art
  • Figure 2A schematically represents a partial sectional view of a disk and a moving blade of an LP turbine rotor assembly according to an embodiment of the invention, the section being along the section line AA’ of Figure 2C;
  • Figure 2B schematically represents a partial sectional view of a disk and a moving blade of a LP turbine rotor assembly according to the same embodiment as Figure 2A, with a section along the section line BB' of Figure 2C;
  • Figure 3 schematically represents a partial perspective view of a disk and a blade wheel of an LP turbine rotor assembly according to one embodiment of the invention
  • Figures 4A, 4B, 4C and 4D schematically represent partial perspective views of a disk and a moving blade of an LP turbine rotor assembly according to embodiments different from Figures 2A and 2B;
  • Figures 5A and 5B schematically represent a perspective view and a sectional view of a sealing ring housed in each platform of the LP turbine rotor assembly;
  • Figure 6 schematically shows different perspective views of a disc and a blade wheel of a LP turbine rotor assembly during the process of mounting the blade wheel into the disc.
  • FIG. 2A shows the LP turbine rotor assembly in a sectional view along the section line AA’ (shown in FIG. 2C) passing through the top of a tooth 111 of the disk 110.
  • FIG. 2B shows this same LP turbine rotor assembly in a sectional view along the section line BB’ (shown in FIG. 2C) passing through the cell 112 of the disk 110.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a portion of disk 110 in which two blades 120 are mounted.
  • Figures 2A and 2B show a portion of a moving blade 120 whose blade 122 extends radially along a radial axis R, perpendicular to the axis of rotation X of the rotor, and whose root 121, here in the shape of a dovetail, is housed in a cell 112 of the disk 110.
  • a LP turbine rotor disk comprises a plurality of cells 112 which open at the external periphery of said disk and extend axially between an upstream face 113 and a downstream face 114 of said disk, two successive cells 112 being separated by a tooth 111.
  • a platform 130 independent of the blade 120, is mounted between the two blades 122 of two circumferentially consecutive blades 120, as shown in FIGS. 2A and 3.
  • the platform 130 comprises a main wall 131 extending substantially axially (along the axis of rotation X) between the two blades 122 to form a gas circulation vein.
  • the main wall 131, or vein wall is preferably inclined from upstream to downstream, for example from the inside of the rotor to the outside or from the outside to the inside; to form a more or less steep vein slope; the main wall 131 may alternatively not be inclined.
  • the main wall 131 comprises two circumferential end edges 131a, 131b, respectively, convex and concave, each having a curvature adapted to the curvature of the blades 122.
  • the convex edge 131a matches the shape of the intrados of one of the blades
  • the concave edge 131 b matches the shape of the extrados of the other of these two blades so as to ensure the continuity of the gas circulation vein.
  • the platform 130 comprises a downstream hook 132 and an upstream hook 133.
  • the downstream hook 132 is a fastener, integral with the main wall 131, the cross-section of which is L-shaped.
  • the L-shape of the downstream hook 132 comprises a leg 132a, or vertical portion, extending substantially radially from the main wall 131 towards the disk 110 and an arm 132b, or horizontal portion, extending substantially perpendicularly from the leg 132a downstream, into a first retaining tab 115 positioned at the top of a tooth 111 of the disk 110.
  • the downstream hook 132a extends from the main wall 131 of the platform 130, in line with the retaining hook. 115 of the disk.
  • the upstream hook 133 is a tab, integral with the main wall 131, which extends radially from the main wall 131 along or in continuity with the upstream face 113 of the disk 110.
  • the tab forming the upstream hook 133 is a flat and rectilinear tab.
  • the tab forming the upstream hook 133 is curved at its free end (or inner end) and has a cross-section in the shape of an inverted L.
  • the upstream hook 133 comprises a leg 133a extending substantially radially from the main wall 131 towards the disk 110 and an arm 133b extending substantially perpendicularly from the leg 133a towards the upstream to be housed in a groove 141 of the flange 140, itself secured to the disk 110.
  • the rotor assembly 100 comprises a flange 140, or retaining ring, mounted radially along the upstream face 113 of the disk 110. This flange 140, of annular shape, extends parallel to the cells 112 and to the inter-cell teeth 111 of the disk 110 over the entire circumferential length of the disk.
  • This flange 140 comprises a spoiler 142 at least partially housed in a groove 116 of the disk 110.
  • This spoiler 142 ensures the attachment of the flange 140 to the disk 110, making the flange integral with the disk 110.
  • the flange 140 extends upstream of the upstream face 113 of the disk to axially hold (from downstream to upstream) the blades 120 in the disk 110.
  • the platform 130 is secured to the disk 110, on the one hand, directly by means of the downstream hook 132 and, on the other hand, indirectly (via the flange 140) by means of the upstream hook 133.
  • Such an architecture of the platform 130 makes it possible to take up the centrifugal forces of the platform directly on the disk 110, avoiding excessive mechanical loading of the blade-disk attachment.
  • This take up of the centrifugal forces of the platform also has the advantage of not requiring any additional part to the parts usually used in a LP turbine rotor assembly since the flange is a part usually used for holding the blades; only the means of attachment of the platform is modified so that it is attached to the disk and not to the moving blade.
  • FIGS 4A, 4B, 4C and 4D show embodiments different from that described previously in connection with Figures 2 and 3.
  • the downstream hook 132 is identical to that described previously for Figure 2A but the upstream hook 133 differs somewhat.
  • the tab forming the upstream hook 133 is curved at its free end so that the upstream hook has an L-shaped section with a leg 133a extending substantially radially from the main wall 131 towards the disk 110 and an arm 133c extending substantially perpendicularly from the leg 133a in the downstream direction.
  • the arm 133c of the upstream hook 133 is designed to be housed in a rib 117 of the upstream face 113 of the disk 110.
  • the rib 117 of the disk 110 is positioned at a radial height covered upstream by the flange 140 so that, when the arm 133c of the upstream hook 133 is in place in the rib 117, the upstream hook 133 is held integral with the disk 110.
  • the platform 130 is directly secured to the disk 110 upstream by the upstream hook 133 and downstream by the downstream hook 132.
  • the architecture of the platform 130 makes it possible to take up the centrifugal forces of said platform directly on the disk 110, without requiring any additional part to the parts usually used in a set of LP turbine rotor.
  • the downstream hook 132 is identical to that previously described for FIG.
  • the upstream hook 133 differs somewhat.
  • the tab forming the upstream hook 133 is curved at its free end so that the upstream hook has an L-shaped section with a leg 133a extending substantially radially from the main wall 131 toward the disk 110 and an arm 133d extending substantially perpendicularly from the leg 133a in the downstream direction.
  • the arm 133d of the upstream hook 133 is designed to be housed in a retaining tab 118 at the top of the tooth of the disk 111.
  • the retaining tab 118 of the tooth 111 of the disk 110 which has for example an inverted C-shaped section, is positioned at the top of the tooth 111 in an area close to the upstream face 113 of the disk 110, the retaining hook 115 (whose shape may be similar to that of the retaining tab 118) being positioned in an area close to the downstream face 114 of the disk 110.
  • the surface of the flange 140 may be radially larger than the surface of a conventional flange so as to cover the upstream face 113 of the disk up to the top of the tooth 111 and at least up to the retaining tab so that, when the arm 133d of the upstream hook 133 is in place in the holding tab 118, to hold the upstream hook 133 secured to the disk 110.
  • the platform 130 is secured directly to the disk 110 upstream by the upstream hook 133 and downstream by the downstream hook 132.
  • the architecture of the platform 130 makes it possible to take up the centrifugal forces of said platform directly on the disk 110, without requiring any additional part to the parts usually used in a LP turbine rotor assembly.
  • the downstream hook 132 is substantially identical to that described previously for FIG. 2A except that it extends from a substantially central area of the main wall 131 (i.e., an area that is neither close to the upstream end of the main wall nor close to the downstream end of said main wall) to the retaining hook 115.
  • This retaining hook 115 is then positioned in a substantially central area of the top of the tooth 111 (more or less halfway between the upstream face 113 and the downstream face 114 of the disk 110).
  • the upstream hook 133 comprises a flat, rectilinear tab that extends substantially radially from the wall main 131 towards the disk 110, 1e along the upstream face 113 of the disk 110.
  • the flat tab forming the upstream hook 133 is then inserted between the upstream face 113 of the disk and the flange 140.
  • the surface of the flange 140 is radially larger than the surface of a usual flange so as to cover the upstream face 113 of the disk up to the top of the tooth 111 and contain the upstream hook 133 against the upstream face 113 of the disk.
  • the platform 130 is secured to the disk 110, on the one hand, directly by means of the downstream hook 132 and, on the other hand, indirectly (via the flange 140) by means of the upstream hook 133.
  • the platform 130 may comprise a radial wall 123 extending in a downstream zone of the platform, from the main wall 131 to the top of the tooth 111 of the disk. This radial wall extends in the continuity of the downstream face 114 of the disk, at the level of the downstream end 111a of the tooth 111.
  • the architecture of the platform 130 of this embodiment makes it possible to take up the centrifugal forces of said platform directly on the disk 110, without requiring any additional part to the parts usually used in a LP turbine rotor assembly.
  • the downstream hook 132 and the upstream hook 133 are identical to those previously described for FIG. 4C.
  • an axial retaining element 150 is mounted along the downstream face 114 of the disk and the downstream zone of the blade root 121 in order to improve the radial retention of the platform 130.
  • This axial retaining element 150 can extend, for example, between a bottom zone 119 of the disk 110 and a shoulder 135 in the main wall 131 of the platform 130.
  • This axial retaining element 150 can provide not only the function of radial retention of the platform 130 but also of axial retention of the moving blade 120 in the disk 110.
  • the architecture of the platform 130 of this embodiment makes it possible to take up the centrifugal forces of said platform directly on the disk 110.
  • the rotor assembly 100 may advantageously comprise a plurality of sealing rings 160, as shown in FIGS. 5A and 5B. It preferably comprises two sealing rings per moving blade 120. Indeed, a sealing ring 160 may be housed in a recess 131 c made in each of the circumferential end edges 131 a and 131 b of the main wall 131 of the platform 130. Each of the sealing rings 160 is designed to provide a seal around the blade 122 of the moving vane 120 when the platforms 130 are mounted between the moving vanes.
  • a sealing ring 160 is housed in each recess 131 c of the main wall 131 so as to seal the junction between each of the platforms 130 and the intrados and the extrados of each of the blades 122 and, thus, ensure the sealing of the gas circulation vein.
  • the rotor assembly 100 as described above is mounted by successive assembly of its different parts.
  • the method of mounting the rotor assembly 100 may comprise, for example, the following steps, shown in drawings A to F of FIG. 6.
  • a first step consists in choosing a first and a second platform 130 adapted to hold the moving blades 120, as shown in drawing A of FIG. 6.
  • a second step (drawings B of FIG. 6) consists in installing a sealing ring 160 in a recess 131c, or rib, of a circumferential end edge 131a or 131b of the main wall 131 of each of the platforms 130.
  • the third step (drawing C of FIG.
  • a fourth step (drawings D of FIG. 6) consists of assembling the moving blade wheel 120n in the disk 110 by translating the blade roots 121 in the cells 112 of the disk 110.
  • This translation is carried out by sliding each blade root 121 of the moving blade wheel 120n in a cell 112 of the disk, from the upstream face 113 of the disk towards the downstream face 114 of the disk. Once all the blade roots 121 are installed in the cells 112, it is checked that the downstream hooks 132 are correctly installed in the first holding tabs 115 and/or that the upstream hooks 133 are correctly installed in the locations provided depending on the chosen embodiment.
  • a stop ring 170 is then positioned in the groove 116 of the disk (drawing E of FIG. 6).
  • the groove 116 is a cavity made in the upstream face 113 of the disk over the entire circumference of the disk.
  • the retaining ring 170 is a substantially annular part, made of a flexible, substantially elastic material (for example in one of the superalloys conventionally used in turbines) and comprising a radial slot allowing said retaining ring to be lowered into the groove 116 for the insertion of the flange 140.
  • a sixth step finally consists in positioning the flange 140 at least partially in the groove 116 of the disk by pushing the retaining ring 170 into the bottom of the groove so as to ensure the securing of the flange to the disk.
  • the rotor assembly according to the invention includes various variants, modifications and improvements which will be obvious to those skilled in the art, it being understood that these variants, modifications and improvements are part of the scope of the invention.

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Abstract

Ensemble de rotor à plateformes indépendantes et procédé de montage d'un tel rotor L'invention concerne un ensemble de rotor de turbine de turbomachine comportant : - un disque de rotor centré sur un axe X et présentant des alvéoles, - des aubes mobiles comprenant chacune un pied monté dans une alvéole, - une pluralité de plateformes de maintien des aubes mobiles dans les alvéoles du disque, et - un flasque de maintien des aubes mobiles dans les alvéoles, chaque plateforme comportant : - une paroi de veine délimitant une veine d'écoulement des gaz, - un crochet aval en forme de L avec une portion verticale s'étendant radialement depuis la paroi de veine et une portion horizontale logée dans un crochet de maintien positionné au sommet d'une dent du disque; et - un crochet amont s'étendant sensiblement radialement depuis une zone amont de la paroi de veine et maintenu axialement entre le flasque et le disque.

Description

DESCRIPTION
Ensemble de rotor à plateformes indépendantes et procédé de montage d’un tel rotor
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] La présente invention concerne un ensemble de rotor de turbine dont les plateformes des aubes mobiles sont indépendantes des pales desdites aubes mobiles. Elle concerne également un procédé de montage de ces aubes mobiles dans le disque de rotor.
[0002] L’invention trouve des applications dans le domaine de l’aéronautique et, en particulier, dans le domaine des turbines basse pression des turbomachines pour aéronefs.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] De façon connue, une turbine basse pression (BP) comprend plusieurs roues à aubes successives, séparées par des étages distributeurs. Une roue à aube, appelée aussi roue, comprend des aubes dites « mobiles » et un disque de rotor. Chaque aube mobile comporte généralement une pale prolongée par un pied d’aube. La périphérie externe du disque de rotor comporte des rainures de montage, appelées alvéoles, qui s’étendent selon des directions sensiblement axiales (c'est-à-dire avec un angle pouvant atteindre quelques degrés par rapport à la direction axiale). Chaque alvéole est conçue de façon à recevoir le pied d’une aube mobile monté par emmanchement dans ladite alvéole.
[0004] Classiquement, les aubes mobiles comportent chacune une plateforme s’étendant circonférentiellement autour de la pale de l’aube, dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan contenant la pale. Les plateformes sont conçues pour former, avec les plateformes des autres aubes mobiles, une veine interne dans laquelle circulent les gaz chauds traversant la turbine. Sur des aubes classiques, généralement issues de fonderie, la plateforme est intégrée à l’aube mobile, c'est-à- dire qu’elle est fabriquée d’une seule pièce avec la pale et le pied d’aube. [0005] Habituellement, il est prévu un premier anneau de rétention axiale, ou flasque, agencé sur la face amont du disque de turbine et un second anneau de rétention axiale, agencé sur la face aval du disque de turbine. Ces anneaux forment des butées axiales pour les pieds des aubes logés dans les alvéoles. Un exemple d’une portion de turbine BP comportant trois roues à aubes 1 a, 1 b, 1c selon l’état de la technique est représenté sur la figure 1 . Les roues à aubes 1 a, 1 b, 1 c sont séparées les unes des autres par des distributeurs 7, 8 équipés chacun d’une virole 9, 10 formant la paroi interne de la veine du flux F. Chaque roue à aubes 1 a, 1 b, 1c, comprend un disque tournant autour de l'axe central de la turbine, schématisé par l’axe X, et comportant une jante périphérique extérieure 2a, 2b, 2c, à laquelle les aubes sont fixées par leur pied 3a, 3b, 3c. En particulier, une première roue 1 a comporte une aube mobile 4a montée axialement, par son pied 3a, dans une alvéole 6a de la jante 2a du disque. Le pied 3a de l’aube 4a est bloqué axialement, vers l'amont, par un flasque annulaire 13 et, vers l'aval, par un flasque annulaire 14, les flasques 13 et 14 étant de types différents.
[0006] De nos jours, les aubes mobiles de turbines, et notamment de turbines BP (basse pression) sont souvent réalisées dans un matériau composite à matrice céramique (CMC) qui présente l’avantage d’être léger. Les aubes en CMC sont donc plus légères que les aubes métalliques classiques. Toutefois, la fabrication des aubes en CMC avec crochet de maintien est complexe car elle fait appel à un tissage et nécessite de former sur l'aube, au niveau de la plateforme 5a, 5b, 5c située entre la pale et le pied 3a, 3b, 3c de l’aube, deux couches de texture dont l'une constitue la surface délimitant la veine d’air et le crochet et l'autre sert à l'anti-bascule de l'aube et au recouvrement aval.
[0007] Pour répondre à cette problématique, il a été proposé de dissocier la plateforme de la pale et du pied de l’aube. Cependant, le fait que les plateformes soient indépendantes de l’ensemble pale et pied d’aube engendre un problème de reprise de l’effort centrifuge. En effet, chaque plateforme est portée par les deux ensembles pales et pieds d’aube (appelés par la suite aubes) adjacents, par exemple, au moyen d’un épaulement de retenue reposant sur chacune des deux aubes circonférentiellement adjacentes. L’effort centrifuge de chaque plateforme est alors repris par les deux aubes circonférentiellement adjacentes : l’effort centrifuge transite par le pied d’aube et l’attache aube-disque de chacune des deux aubes adjacentes pour être reprise par le disque. L’attache aube-disque est donc chargée, en plus de l’effort centrifuge de l’aube elle-même, par l’effort centrifuge de la plateforme. Comme l’effort centrifuge de la plateforme n’est pas négligeable devant celui de l’aube, la charge de l’attache aube- disque augmente donc de façon non négligeable.
[0008] Une solution pour alléger cette charge aube-disque pourrait être d’utiliser des attaches aube-disque en forme de pieds de sapin (c'est-à-dire à plusieurs étages de portées). Or l’état actuel de la technique sur les aubes en CMC ne permet pas la fabrication d’attaches aube-disque en pied de sapin. Les connaissances actuelles limitent l’attache à la forme plus simple dite « en queue d’aronde ». Il n’est donc pas possible d’augmenter la capacité de l’attache aube-disque en rajoutant un étage de portée.
[0009] Pour réaliser une turbine BP à aubes en CMC et plateformes indépendantes, il est donc nécessaire de respecter la limite à l’effort centrifuge admissible d’une attache aube-disque, cette limite étant déterminée en fonction du rayon d’implantation, du nombre d’aubes et de la corde en pied de l’aube.
[0010] Il existe donc un réel besoin d’une technologie permettant de limiter le chargement mécanique de l’attache aube-disque pour des aubes en CMC à plateformes indépendantes (par opposition aux plateformes intégrées).
RESUME DE L’INVENTION
[0011] Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de reprise des efforts centrifuges de la plateforme par l’attache aube-disque, le demandeur propose une plateforme équipée d’un crochet aval ancré au sommet d’une dent du disque et d’un crochet amont maintenu axialement par un flasque.
[0012] Dans la description qui suit, les termes « amont » et « aval » sont définis par rapport au sens d’écoulement de l’air depuis l’entrée de l’air dans la turbine BP vers la sortie de l’air hors de la turbine BP. Autrement dit, l’amont et l’aval s’entendent selon un axe central X vis-à-vis de la direction générale des gaz en fonctionnement.
[0013] Dans la description, le terme « extérieur » désigne les surfaces ou parties de pièces les plus éloignées de l’axe central X de la veine d’air de la turbomachine (c'est-à-dire l’axe de rotation des aubes de la soufflante), par opposition au terme « intérieur » qui désigne les surface et parties de pièces les plus proches dudit axe central X.
[0014] Selon un premier aspect, l’invention concerne un ensemble de rotor de turbine de turbomachine d’axe X comportant : un disque de rotor centré sur l’axe X et présentant des alvéoles qui débouchent à la périphérie externe du disque, deux alvéoles circonférentiellement adjacentes délimitant une dent du disque, et des aubes mobiles comprenant chacune un pied monté dans une des alvéoles du disque et une pale qui prolonge le pied, une pluralité de plateformes de maintien des aubes mobiles dans les alvéoles du disque, chaque plateforme étant montée circonférentiellement entre deux aubes mobiles circonférentiellement adjacentes, et un flasque de maintien des aubes mobiles dans les alvéoles.
[0015] Cet ensemble de rotor est caractérisé par le fait que chaque plateforme comporte : une paroi de veine configurée pour délimiter une veine d’écoulement des gaz de la turbomachine, un crochet aval en forme de L avec la portion verticale du L s’étendant radialement depuis la paroi de veine et la portion horizontale du L logée dans un crochet de maintien correspondant positionné au sommet d’une dent du disque ; et un crochet amont s’étendant sensiblement radialement depuis une zone amont de la paroi de veine et maintenu axialement entre le flasque et le disque.
[0016] Les plateformes de cet ensemble de rotor sont conçues pour permettre une reprise des efforts centrifuges des plateformes sur le disque (contrairement à l’état de la technique où les efforts centrifuges sont repris par l’attache aube-disque), ce qui permet de limiter le chargement mécanique de l’attache aube-disque.
[0017] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, l’ensemble de rotor selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : le flasque est de forme annulaire, monté radialement le long d’une face amont du disque. le crochet amont de chaque plateforme s’étend au moins partiellement le long d’une face amont du disque, entre ladite face amont du disque et le flasque. le crochet amont de chaque plateforme est en forme de L inversé avec une portion verticale du L inversé s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi de veine et une portion horizontale du L inversé s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la portion verticale du L inversé et logée dans une rainure du flasque. le crochet amont de chaque plateforme est en forme de L avec une portion verticale du L s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi de veine et une portion horizontale du L s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la portion verticale du L et logée dans une nervure de la face amont du disque. le crochet amont de chaque plateforme est en forme de L avec une portion verticale du L s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi de veine et une portion horizontale du L s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la portion verticale du L et logée dans une patte de maintien au sommet de la dent du disque. le crochet aval de chaque plateforme s’étend depuis une zone aval de la paroi de veine, radialement au droit du crochet de maintien de la dent du disque. le crochet aval de chaque plateforme s’étend depuis une zone centrale de la paroi de veine, radialement au droit du crochet de maintien de la dent du disque. il comporte un anneau de retenue axiale d’aubes positionné à l’aval du disque. la plateforme comporte une paroi radiale s’étendant à l’aval, depuis la paroi de veine jusqu’au sommet d’une dent du disque. chaque plateforme comporte un bord d’extrémité circonférentielle de forme complémentaire de la forme d’une pale de l’aube mobile, un jonc d’étanchéité étant logé dans un évidement de chaque bord d’extrémité circonférentielle. il comporte un jonc d’arrêt logé dans une gorge du disque de rotor, à une extrémité radialement interne du flasque, le jonc d’arrêt étant configuré pour solidariser le flasque au disque après montage dudit flasque sur le disque.
[0018] Un deuxième aspect de l’invention concerne une turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte un ensemble de rotor selon le premier aspect.
[0019] Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de montage d’aubes mobiles dans des alvéoles d’un disque de rotor, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : choix d’une première et d’une deuxième plateformes de maintien des aubes mobiles, installation d’un jonc d’étanchéité dans un évidement d’un bord d’extrémité circonférentielle d’une paroi de veine de chacune des première et deuxième plateformes, assemblage de la première et de la deuxième plateformes circonférentiellement de part et d’autre d’une aube mobile, assemblage de plateformes successives, les unes à la suite des autres, circonférentiellement de part et d’autre d’aubes mobiles de sorte à former une couronne d’aubes mobiles, assemblage de la couronne d’aubes mobiles dans le disque par translation des pieds d’aubes dans des alvéoles du disque depuis une face amont du disque, positionnement d’un jonc d’arrêt dans une gorge du disque, et positionnement du flasque dans la gorge du disque, le long de la face amont du disque. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0020] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles :
La figure 1 , déjà décrite, représente une vue schématique en coupe longitudinale d’une partie d’une turbine BP avec plusieurs roues à aube selon l’état de la technique ;
La figure 2A représente schématiquement une vue partielle en coupe d’un disque et d’une aube mobile d’un ensemble de rotor de turbine BP selon un mode de réalisation de l’invention, la coupe étant selon la ligne de coupe AA’ de la figure 2C ;
La figure 2B représente schématiquement une vue partielle en coupe d’un disque et d’une aube mobile d’un ensemble de rotor de turbine BP selon le même mode de réalisation que la figure 2A, avec une coupe selon la ligne de coupe BB’ de la figure 2C ;
La figure 3 représente schématiquement une vue en perspective partielle d’un disque et d’une roue d’aubes d’un ensemble de rotor de turbine BP selon un mode de réalisation de l’invention ;
Les figures 4A, 4B, 4C et 4D représentent schématiquement des vues en perspective partielle d’un disque et d’une aube mobile d’un ensemble de rotor de turbine BP selon des modes de réalisation différentes des figures 2A et 2B ;
Les figures 5A et 5B représentent schématiquement une vue en perspective et une vue en coupe d’un jonc d’étanchéité logé dans chaque plateforme de l’ensemble de rotor de turbine BP ; et
La figure 6 représente schématiquement différentes vues en perspectives d’un disque et d’une roue d’aubes d’un ensemble de rotor de turbine BP au cours du procédé de montage de la roue d’aubes dans le disque.
[0021] Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées. DESCRIPTION DETAILLEE
[0022] Un exemple de réalisation d’un ensemble de rotor de turbine BP est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple.
[0023] Un exemple d’une partie d’un ensemble de rotor de turbine BP est représenté sur les figures 2A et 2B ainsi que sur la figure 3. En particulier, la figure 2A représente l’ensemble de rotor de turbine BP selon une vue en coupe suivant la ligne de coupe AA’ (montrée sur la figure 2C) passant par le sommet d’une dent 111 du disque 110. La figure 2B représente ce même ensemble de rotor de turbine BP selon une vue en coupe suivant la ligne de coupe BB’ (montrée en figure 2C) passant par l’alvéole 112 du disque 110. La figure 3 représente une vue en perspective d’une portion de disque 110 dans laquelle sont montées deux pales 120.
[0024] Les figures 2A et 2B montrent une partie d’une aube mobile 120 dont la pale 122 s’étend radialement suivant un axe radial R, perpendiculaire à l’axe de rotation X du rotor, et dont le pied 121 , ici en forme de queue d’aronde, est logé dans une alvéole 112 du disque 110. Pour rappel, un disque de rotor de turbine BP comporte une pluralité d’alvéoles 112 qui débouchent à la périphérie externe dudit disque et s’étendant axialement entre une face amont 113 et une face aval 114 dudit disque, deux alvéoles 112 successives étant séparées par une dent 111.
[0025] Une plateforme 130, indépendante de l’aube 120, est montée entre les deux pales 122 de deux aubes 120 circonférentiellement consécutives, comme montré sur les figures 2A et 3. La plateforme 130 comporte une paroi principale 131 s’étendant sensiblement axialement (suivant l’axe de rotation X) entre les deux pales 122 pour former une veine de circulation des gaz. La paroi principale 131 , ou paroi de veine, est de préférence inclinée de l’amont vers l’aval, par exemple de l’intérieur du rotor vers l’extérieur ou de l’extérieur vers l’intérieur ; pour former une pente de veine plus ou moins forte ; la paroi principale 131 peut alternativement ne pas être inclinée. La paroi principale 131 comprend deux bords d’extrémités circonférentielles 131 a, 131 b, respectivement, convexe et concave, présentant chacun une courbure adaptée à la courbure des pales 122. En particulier, lorsque qu’une plateforme 130 est disposée entre deux pales 122 circonférentiellement consécutives, le bord convexe 131 a épouse la forme de l’intrados d’une des pales et le bord concave 131 b épouse la forme de l’extrados de l’autre de ces deux pales de sorte à assurer la continuité de la veine de circulation des gaz.
[0026] Comme montré sur la figure 2A, la plateforme 130 comporte un crochet aval 132 et un crochet amont 133. Le crochet aval 132 est une attache, solidaire de la paroi principale 131 , dont la section est en forme de L. La forme en L du crochet aval 132 comporte une jambe 132a, ou portion verticale, s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi principale 131 vers le disque 110 et un bras 132b, ou portion horizontale, s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la jambe 132a vers l’aval, jusque dans une première patte de maintien 115 positionnée au sommet d’une dent 111 du disque 110. Quelle que soit l’inclinaison de la paroi principale 131 de la plateforme 130, le crochet aval 132a s’étend depuis la paroi principale 131 de la plateforme 130, au droit du crochet de maintien 115 du disque.
[0027] Le crochet amont 133 est une patte, solidaire de la paroi principale 131 , qui s’étend radialement depuis la paroi principale 131 le long ou dans la continuité de la face amont 113 du disque 110. Dans certains modes de réalisation décrits ultérieurement, la patte formant le crochet amont 133 est une patte plane et rectiligne. Dans d’autres modes de réalisation, comme celui de la figure 2A, la patte formant le crochet amont 133 est recourbée à son extrémité libre (ou extrémité intérieure) et présente une section en forme de L inversé. Dans ces modes de réalisation, le crochet amont 133 comporte une jambe 133a s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi principale 131 vers le disque 110 et un bras 133b s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la jambe 133a vers l’amont pour se loger dans une rainure 141 du flasque 140, lui-même solidaire du disque 110. En effet, l’ensemble de rotor 100 comporte un flasque 140, ou anneau de retenue, monté radialement le long de la face amont 113 du disque 110. Ce flasque 140, de forme annulaire, s’étend parallèlement aux alvéoles 112 et aux dents inter-alvéoles 111 du disque 110 sur toute la longueur circonférentielle du disque. Ce flasque 140, dont la forme est classique pour un flasque de turbine BP, comporte un becquet 142 au moins partiellement logé dans une gorge 116 du disque 110. Ce becquet 142 assure l’accroche du flasque 140 sur le disque 110, rendant le flasque solidaire du disque 110. Ainsi monté le long du disque 110, le flasque 140 s’étend en amont de la face amont 113 du disque pour maintenir axialement (de l’aval vers l’amont) les aubes 120 dans le disque 110.
[0028] On comprend ainsi que, dans le mode de réalisation des figures 2A, 2B et 3, la plateforme 130 est solidarisée avec le disque 110, d’une part, directement au moyen du crochet aval 132 et, d’autre part, indirectement (via le flasque 140) au moyen du crochet amont 133. Une telle architecture de la plateforme 130 permet de reprendre les efforts centrifuges de la plateforme directement sur le disque 110, évitant un chargement mécanique excessif de l’attache aube-disque. Cette reprise des efforts centrifuges de la plateforme présente de plus l’avantage de ne nécessiter aucune pièce supplémentaire aux pièces usuellement utilisées dans un ensemble de rotor de turbine BP puisque le flasque est une pièce usuellement utilisée pour le maintien des aubes ; seul le moyen d’attache de la plateforme est modifié afin que celle-ci soit attachée sur le disque et non sur l’aube mobile.
[0029] Les figures 4A, 4B, 4C et 4D représentent des modes de réalisation différents de celui décrit précédemment en liaison avec les figures 2 et 3. Dans le mode de réalisation de la figure 4A, le crochet aval 132 est identique à celui décrit précédemment pour la figure 2A mais le crochet amont 133 diffère quelque peu. En effet, dans ce mode de réalisation, la patte formant le crochet amont 133 est recourbée à son extrémité libre de sorte que le crochet amont présente une section en forme de L avec une jambe 133a s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi principale 131 vers le disque 110 et un bras 133c s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la jambe 133a en direction de l’aval. Le bras 133c du crochet amont 133 est conçu pour se loger dans une nervure 117 de la face amont 113 du disque 110. La nervure 117 du disque 110 est positionnée à une hauteur radiale recouverte en amont par le flasque 140 de sorte que, lorsque le bras 133c du crochet amont 133 est en place dans la nervure 117, 1e crochet amont 133 soit maintenu solidaire du disque 110. Ainsi, dans ce mode de réalisation de la figure 4A, la plateforme 130 est solidarisée directement avec le disque 110 à l’amont par le crochet amont 133 et à l’aval par le crochet aval 132. Comme précédemment, l’architecture de la plateforme 130 permet de reprendre les efforts centrifuges de ladite plateforme directement sur le disque 110, sans nécessiter aucune pièce supplémentaire aux pièces usuellement utilisées dans un ensemble de rotor de turbine BP. [0030] Dans le mode de réalisation de la figure 4B, le crochet aval 132 est identique à celui décrit précédemment pour la figure 2A mais le crochet amont 133 diffère quelque peu. Dans ce mode de réalisation, la patte formant le crochet amont 133 est recourbée à son extrémité libre de sorte que le crochet amont présente une section en forme de L avec une jambe 133a s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi principale 131 vers le disque 110 et un bras 133d s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la jambe 133a en direction de l’aval. Le bras 133d du crochet amont 133 est conçu pour se loger dans une patte de maintien 118 au sommet de la dent du disque 111. La patte de maintien 118 de la dent 111 du disque 110, qui présente par exemple une section en forme de C inversé, est positionnée au sommet de la dent 111 dans une zone proche de la face amont 113 du disque 110, 1e crochet de maintien 115 (dont la forme peut être similaire à celle de la patte de maintien 118) étant positionnée dans une zone proche de la face aval 114 du disque 110. Dans ce mode de réalisation, la surface du flasque 140 peut être radialement plus étendue que la surface d’un flasque usuel de sorte à couvrir la face amont 113 du disque jusqu’au sommet de la dent 111 et au moins jusqu’à la patte de maintien afin, lorsque le bras 133d du crochet amont 133 est en place dans la patte de maintien 118, de maintenir le crochet amont 133 solidaire du disque 110. Comme pour le mode de réalisation de la figure 4A, la plateforme 130 est solidarisée directement avec le disque 110 à l’amont par le crochet amont 133 et à l’aval par le crochet aval 132. Comme précédemment, l’architecture de la plateforme 130 permet de reprendre les efforts centrifuges de ladite plateforme directement sur le disque 110, sans nécessiter aucune pièce supplémentaire aux pièces usuellement utilisées dans un ensemble de rotor de turbine BP.
[0031] Dans le mode de réalisation de la figure 4C, le crochet aval 132 est sensiblement identique à celui décrit précédemment pour la figure 2A excepté qu’il s’étend depuis une zone sensiblement centrale de la paroi principale 131 (c'est-à-dire une zone qui n’est ni proche de l’extrémité amont de la paroi principale, ni proche de l’extrémité aval de ladite paroi principale) jusqu’au crochet de maintien 115. Ce crochet de maintien 115 est alors positionnée dans une zone sensiblement centrale du sommet de la dent 111 (plus ou moins à mi-distance entre la face amont 113 et la face aval 114 du disque 110). Dans ce mode de réalisation, le crochet amont 133 comporte une patte plane et rectiligne qui s’étend sensiblement radialement depuis la paroi principale 131 vers le disque 110, 1e long de la face amont 113 du disque 110. Lorsque l’ensemble de rotor est monté, la patte plane formant le crochet amont 133 est alors insérée entre la face amont 113 du disque et le flasque 140. Dans ce mode de réalisation, la surface du flasque 140 est radialement plus étendue que la surface d’un flasque usuel de sorte à couvrir la face amont 113 du disque jusqu’au sommet de la dent 111 et contenir le crochet amont 133 contre la face amont 113 du disque. Comme pour le mode de réalisation de la figure 2A, la plateforme 130 est solidarisée avec le disque 110, d’une part, directement au moyen du crochet aval 132 et, d’autre part, indirectement (via le flasque 140) au moyen du crochet amont 133. Pour améliorer son maintien radial, la plateforme 130 peut comporter une paroi radiale 123 s’étendant dans une zone aval de la plateforme, depuis la paroi principale 131 jusqu’au sommet de la dent 111 du disque. Cette paroi radiale s’étend dans la continuité de la face aval 114 du disque, au droit de l’extrémité aval 111 a de la dent 111. Comme précédemment, l’architecture de la plateforme 130 de ce mode de réalisation permet de reprendre les efforts centrifuges de ladite plateforme directement sur le disque 110, sans nécessiter aucune pièce supplémentaire aux pièces usuellement utilisées dans un ensemble de rotor de turbine BP.
[0032] Dans le mode de réalisation de la figure 4D, le crochet aval 132 et le crochet amont 133 sont identiques à ceux décrits précédemment pour la figure 4C. Dans ce mode de réalisation, un élément de retenue axiale 150 est monté le long de la face aval 114 du disque et de la zone aval du pied d’aube 121 afin d’améliorer le maintien radial de la plateforme 130. Cet élément de retenue axiale 150 peut s’étendre, par exemple, entre une zone de fond 119 du disque 110 et un épaulement 135 dans la paroi principale 131 de la plateforme 130. Cet élément de retenue axiale 150 peut assurer non seulement la fonction de maintien radial de la plateforme 130 mais également de maintien axial de l’aube mobile 120 dans le disque 110. Comme précédemment, l’architecture de la plateforme 130 de ce mode de réalisation permet de reprendre les efforts centrifuges de ladite plateforme directement sur le disque 110.
[0033] Quel que soit le mode de réalisation de la plateforme 130, l’ensemble de rotor 100 peut avantageusement comporter une pluralité de joncs d’étanchéité 160, comme représenté sur les figures 5A et 5B. Il comporte de préférence deux joncs d’étanchéité par aube mobile 120. En effet, un jonc d’étanchéité 160 peut être logé dans un évidement 131 c réalisé dans chacun des bords d’extrémités circonférentielles 131 a et 131 b de la paroi principale 131 de la plateforme 130. Chacun des joncs d’étanchéité 160 est conçu pour assurer une étanchéité autour de la pale 122 de l’aube mobile 120 lorsque les plateformes 130 sont montées entre les aubes mobiles. Autrement dit, un jonc d’étanchéité 160 est logé dans chaque évidement 131c de la paroi principale 131 de sorte à rendre étanche la jonction entre chacune des plateformes 130 et l’intrados et l’extrados de chacune des pales 122 et, ainsi, assurer l’étanchéité de la veine de circulation des gaz.
[0034] L’ensemble de rotor 100 tel que décrit précédemment est monté par assemblage successif de ses différentes pièces. Quel que soit le mode de réalisation de la plateforme 130, le procédé de montage de l’ensemble de rotor 100 peut comporter, par exemple, les étapes suivantes, représentées sur les dessins A à F de la figure 6. Une première étape consiste à choisir une première et une deuxième plateformes 130 adaptées au maintien des aubes mobiles 120, comme représenté sur le dessin A de la figure 6. Une deuxième étape (dessins B de la figure 6) consiste en l’installation d’un jonc d’étanchéité 160 dans un évidement131c, ou nervure, d’un bord d’extrémité circonférentielle 131 a ou 131 b de la paroi principale 131 de chacune des plateformes 130. La troisième étape (dessin C de la figure 6) consiste ensuite à assembler la première et de la deuxième plateformes 130 de part et d’autre d’une pale 122 d’aube mobile, le jonc d’étanchéité 160 étant alors comprimé entre l’évidement 131c et l’intrados ou l’extrados de la pale 122. Toutes les plateformes 130 sont assemblées circonférentiellement les unes à la suite des autres, circonférentiellement de part et d’autre des pales 122 des aubes mobiles de sorte à former une roue, ou couronne, d’aubes mobiles 120n. La roue d’aubes mobiles est ainsi assemblée. Une quatrième étape (dessins D de la figure 6) consiste à assembler la roue d’aubes mobiles 120n dans le disque 110 par translation des pieds d’aubes 121 dans les alvéoles 112 du disque 110. Cette translation est réalisée en faisant coulisser chaque pied d’aube 121 de la roue d’aubes mobiles 120n dans une alvéole 112 du disque, depuis la face amont 113 du disque en direction de la face aval 114 du disque. Une fois tous les pieds d’aubes 121 installés dans les alvéoles 112, il est vérifié que les crochets aval 132 sont correctement installés dans les premières pattes de maintien 115 et/ou que les crochets amonts 133 sont correctement installés dans les emplacements prévus en fonction du mode de réalisation choisi. Un jonc d’arrêt 170 est ensuite positionné dans la gorge 116 du disque (dessin E de la figure 6). La gorge 116 est une cavité réalisée dans la face amont 113 du disque sur toute la circonférence du disque. Le jonc d’arrêt 170 est une pièce sensiblement annulaire, réalisée dans un matériau souple, sensiblement élastique (par exemple dans un des superalliages utilisés classiquement dans les turbines) et comportant une fente radiale permettant un abaissement dudit jonc d’arrêt dans la gorge 116 pour l’insertion du flasque 140. Une sixième étape (dessin F de la figure 6) consiste enfin à positionner le flasque 140 au moins partiellement dans la gorge 116 du disque en repoussant le jonc d’arrêt 170 dans le fond de la gorge de sorte à assurer la solidarisation du flasque sur le disque.
[0035] Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, l’ensemble de rotor selon l’invention comprend divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Ensemble de rotor (100) de turbine de turbomachine d’axe (X) comportant :
- un disque (110) de rotor centré sur l’axe (X) et présentant des alvéoles (112) qui débouchent à la périphérie externe du disque (110), deux alvéoles circonférentiellement adjacentes délimitant une dent (111) du disque (110),
- des aubes mobiles (120) comprenant chacune un pied monté dans une des alvéoles (112) du disque (110) et une pale qui prolonge le pied,
- une pluralité de plateformes (130) de maintien des aubes mobiles dans les alvéoles du disque (110), chaque plateforme (130) étant montée circonférentiellement entre deux aubes mobiles (120) circonférentiellement adjacentes, et
- un flasque (140) de maintien des aubes mobiles (120) dans les alvéoles, caractérisé en ce que chaque plateforme (130) comporte :
- une paroi de veine (131) configurée pour délimiter une veine d’écoulement des gaz de la turbomachine,
- un crochet aval (132) en forme de L avec la portion verticale du L (132a) s’étendant radialement depuis la paroi de veine (131) et la portion horizontale du L (132b) logée dans un crochet de maintien correspondant (115) positionné au sommet d’une dent (11) du disque (110) ; et
- un crochet amont (133) s’étendant sensiblement radialement depuis une zone amont de la paroi de veine (131) et maintenu axialement entre le flasque (140) et le disque (110).
[Revendication 2] Ensemble de rotor selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le flasque (140) est de forme annulaire, monté radialement le long d’une face amont (113) du disque (110).
[Revendication 3] Ensemble de rotor selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le crochet amont (133) de chaque plateforme (130) s’étend au moins partiellement le long d’une face amont du disque (113), entre ladite face amont du disque (113) et le flasque (140).
[Revendication 4] Ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le crochet amont (133) de chaque plateforme (130) est en forme de L inversé avec la portion verticale du L inversé (133a) s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi de veine (131 ) et la portion horizontale du L inversé (133b) s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la portion verticale du L inversé et logée dans une rainure (141) du flasque (140).
[Revendication 5] Ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le crochet amont (133) de chaque plateforme (130) est en forme de L avec la portion verticale du L (133a) s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi de veine et la portion horizontale du L (133b) s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la portion verticale du L et logée dans une nervure (117) de la face amont (113) du disque.
[Revendication 6] Ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le crochet amont (133) de chaque plateforme (130) est en forme de L avec la portion verticale du L (133a) s’étendant sensiblement radialement depuis la paroi de veine et la portion horizontale du L (133b) s’étendant sensiblement perpendiculairement depuis la portion verticale du L et logée dans une deuxième patte de maintien (118) au sommet de la dent (111 ) du disque.
[Revendication 7] Ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le crochet aval (132) de chaque plateforme (130) s’étend depuis une zone aval et/ou une zone centrale de la paroi de veine (131 ), radialement au droit du crochet de maintien (115) de la dent du disque.
[Revendication 8] Ensemble de rotor selon la revendication 7, caractérisé en ce qu’il comporte un anneau de retenue axiale (150) d’aubes positionné à l’aval du disque (110).
[Revendication 9] Ensemble de rotor selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plateforme (130) comporte une paroi radiale (123) s’étendant à l’aval, depuis la paroi de veine (131 ) jusqu’au sommet d’une dent (111 ) du disque (110).
[Revendication 10] Ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque plateforme (130) comporte un bord d’extrémité circonférentielle (131 a, 131 b) de forme complémentaire de la forme d’une pale (122) de l’aube mobile, et un jonc d’étanchéité étant logé dans un évidement (131c) du bord d’extrémité circonférentielle.
[Revendication 11] Ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte un jonc d’arrêt (150) logé dans une gorge (116) du disque de rotor, à une extrémité radialement interne du flasque (140), le jonc d’arrêt étant configuré pour solidariser le flasque (140) au disque (110) après montage dudit flasque (140) sur le disque (110).
[Revendication 12] Turbomachine, caractérisée en ce qu’elle comporte un ensemble de rotor selon l’une quelconque des revendications précédentes.
[Revendication 13] Procédé de montage d’aubes mobiles (120) dans des alvéoles (112) d’un disque (110) de rotor, caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes :
- choix d’une première et d’une deuxième plateformes (130) de maintien des aubes mobiles,
- installation d’un jonc d’étanchéité (160) dans un évidement (131c) d’un bord d’extrémité circonférentielle (131 a, 131 b) d’une paroi de veine (131 ) de chacune des première et deuxième plateformes,
- assemblage de la première et de la deuxième plateformes (130) circonférentiellement de part et d’autre d’une aube mobile (120),
- assemblage de plateformes successives, les unes à la suite des autres, circonférentiellement de part et d’autre d’aubes mobiles de sorte à former une couronne (120n) d’aubes mobiles,
- assemblage de la couronne (120n) d’aubes mobiles (120) dans le disque (110) par translation des pieds d’aubes (121 ) dans des alvéoles (112) du disque depuis une face amont (113) du disque,
- positionnement d’un jonc d’arrêt (150) dans une gorge (116) du disque, et - positionnement du flasque (140) dans la gorge du disque, le long de la face amont (113) du disque.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5466125A (en) * 1992-04-16 1995-11-14 Rolls-Royce Plc Rotors for gas turbine engines
EP2098689B1 (fr) * 2008-03-07 2016-12-14 Rolls-Royce plc Dispositif de retenue d'attache d'aube
US20180202458A1 (en) * 2015-07-08 2018-07-19 Safran Aircraft Engines Rotary assembly of an aeronautical turbomachine comprising an added-on fan blade platform
EP2322765B1 (fr) * 2009-11-11 2018-08-29 Rolls-Royce plc Membre annulaire pour moteur à turbine à gaz à double flux
US10590798B2 (en) * 2013-03-25 2020-03-17 United Technologies Corporation Non-integral blade and platform segment for rotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5466125A (en) * 1992-04-16 1995-11-14 Rolls-Royce Plc Rotors for gas turbine engines
EP2098689B1 (fr) * 2008-03-07 2016-12-14 Rolls-Royce plc Dispositif de retenue d'attache d'aube
EP2322765B1 (fr) * 2009-11-11 2018-08-29 Rolls-Royce plc Membre annulaire pour moteur à turbine à gaz à double flux
US10590798B2 (en) * 2013-03-25 2020-03-17 United Technologies Corporation Non-integral blade and platform segment for rotor
US20180202458A1 (en) * 2015-07-08 2018-07-19 Safran Aircraft Engines Rotary assembly of an aeronautical turbomachine comprising an added-on fan blade platform

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