Brevet FR3091554A1 — publié le 20200710

Description Titre de l'invention : AUBE POUR UN ROTOR DE TUR- BOMACHINE Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne une aube pour un rotor de turbomachine, en par- ticulier un rotor de turbine basse pression. Etat de la technique antérieure [0002] Comme cela est illustré à la figure I, un rotor de turbomachine comporte clas- siquement un disque 1 annulaire s'étendant autour d'un axe, comprenant des alvéoles 2 en périphérie radialement externe, et des viroles 3, 4 s'étendant axialement à l'amont et à l'aval du disque 1. [0003] Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation des gaz au sein de la turbomachine. L'amont est situé à gauche sur la figure 1, l'aval étant situé à droite sur cette figure. Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l'axe de la turbomachine ou du disque. [0004] Des aubes 5 sont montées sur le disque 1. Chaque aube 5 comporte une pale 6 s'étendant radialement à partir un pied d'aube 7 et une plate-forme radialement interne 8 située radialement entre la pale 6 et le pied d'aube 4. Une portion de l'aube appelée échasse 9 relie généralement la plate-forme 8 au pied 7 de l'aube. Chaque pied d'aube 7 est monté dans une alvéole 2 du disque 1. Les plates-formes radialement internes 8 des aubes 5 délimitent la veine d'écoulement des gaz. En outre, à leur extrémité radialement externe, les aubes comprennent une plate-forme radialement externe. Les plates-formes radialement externes des aubes délimitent également la veine d'écoulement des gaz. [0005] La plate-forme radialement interne 8 et/ou l'échasse 9 de chaque aube 5 comporte classiquement un crochet 10 ou une gorge dans laquelle est engagé un anneau de retenue 11 permettant de positionner et de retenir axialement l'aube 5 par rapport au disque 1. L'anneau 11 est apte à venir prendre appui axialement sur une face radiale amont 12 du disque 1. En particulier, l'anneau 11 est apte à prendre appui sur l'extrémité amont des dents du disque 1, lesdites dents étant délimitées par deux alvéoles 2 du disque 1 circonférentiellement adjacentes. L'anneau 11 est retenu axialement par rapport au disque 1, par un flasque annulaire 13 pouvant, porter des léchettes 14 destinées à coopérer avec un anneau 15 en matériau abradable fixé à une partie fixe de la turbomachine. Ledit flasque 13 est fixé, par exemple par l'intermédiaire de vis 16, à l'extrémité amont de la virole amont 3 du disque 1. En particulier, l'extrémité aval 17 du fiasque 13 est en appui sur le disque 1. 2 100061 Un ensemble de ce type est notamment connu du document FR 3 011 032. [0007] Une telle structure nécessite la présence d'un crochet 10 ou d'une gorge dans l'aube 5, afin de permettre la retenue axiale de l'anneau 11, ce qui a pour conséquence de générer des contraintes mécaniques locales sur l'aube 5 et l'anneau 11 et rend difficile la fabrication de l'aube 5. [0008] Le document FR 3 020 408 divulgue une structure similaire, dans laquelle l'anneau est maintenu en appui axialement sur une face radiale aval du disque 1. Une telle structure est illustrée à la figure 2, où l'anneau 11 est en appui sur la face radiale aval 12a du disque 1. Résumé de l'invention [0009] L'invention vise à remédier aux problèmes précités, de façon simple, peu onéreuse et fiable. [0010] A cet effet, l'invention concerne une aube destinée à être montée autour d'un axe sur un disque pourvu d'alvéoles, l'aube comprenant une pale, un pied destiné à être monté dans un alvéole du disque, et une plate-forme radialcment interne située radialement entre le pied et la pale, caractérisée en que l'aube comporte une partie de retenue configurée pour retenir axialcmcnt l'aube vis-à-vis du disque, la partie de retenue venant de matière avec l'aube et s'étendant circonférentiellement au-delà dc la plate-forme, ladite partie de retenue étant apte à venir axialcmcnt en regard du disque lorsque l'aube est montée sur le disque. [0011] Les parties de retenue viennent ainsi de matière avec le reste de l'aube, cc qui permet de simplifier le montage de l'ensemble et limiter le nombre de pièces utilisées. La partie de retenue de l'aube est destinée à venir en appui sur le disque de façon à positionner et maintenir axialcmcnt l'aube. Le fait de réaliser les aubes et les parties dc retenue dc façon monobloc permet par ailleurs de limiter les contraintes mécaniques au sein de l'aube. [0012] Une telle aube peut être réalisée par un procédé de fabrication additive. [0013] La partie de retenue peut comporter une première extrémité circonfércnticllc comportant une partie mâle et une seconde extrémité circonfércnticllc, opposée à la première extrémité circonfércnticllc, comportant une partie femelle, lesdites parties mâle et femelle de l'aube étant configurées pour coopérer par emboîtement avec des parties femelle et mâle correspondantes d'aubes circonférentiellement adjacentes. [0014] Les parties mâles et femelle sont ainsi aptes à coopérer par emboîtement de façon à former des marches, par exemple. [0015] On limite ainsi les débits de fuite au niveau des zones d'emboîtement des parties de retenue des aubes. [0016] La partie de retenue peut présenter une section en forme générale de Z, dans un phtn 3 perpendiculaire à l'axe d'extension de l'aube. [0017] L'aube peut comprendre une échasse reliant le pied d'aube à la plate-forme ra- dialement interne. [0018] La partie de retenue peut s'étendre radialement sur toute la dimension radiale de l'échasse. [0019] L'aube peut comprendre un évidement situé radialement sous la plate-forme ra- dialement interne, l'évidement étant configuré pour recevoir un organe d'étanchéité. [0020] Un tel organe d'étanchéité vise à limiter les débits de fuite entre les aubes, pouvant déboucher dans la veine d'écoulement du flux de gaz. [0021] La plate-forme radialement interne peut comporter un becquet amont s'étendant axialement en amont de la partie de retenue. [0022] La plate-forme radialement interne peut comporter un becquet aval, décalé ra- dialement vers l'intérieur par rapport au becquet amont. [0023] L'aube peut comporter une plate-forme radialement externe s'étendant depuis l'extrémité radialement externe de la pale, ladite plate-forme radialement externe comportant au moins une léchette destinée à coopérer avec un anneau en matériau abradable. [0024] Les aubes peuvent être regroupées en modules, chaque module comportant au moins deux aubes venant de matière l'une avec l'autre. [0025] L'invention concerne par ailleurs un ensemble pour un rotor de turbomachine, comportant un disque pourvu d'alvéoles, caractérisé en ce qu'il comporte des aubes du type précité, le pied de chaque aube étant monté dans une alvéole respective du disque, les parties de retenue axiale des aubes étant contigties et formant un anneau s'étendant sur toute la circonférence. [0026] Dans un tel ensemble, seule une partie des aubes peuvent être des aubes selon l'invention. [0027] L'invention concerne également une turbine basse-pression de turbomachine, comportant un ensemble du type précité. [0028] L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés. Brève description des figures [0029] [fig.]] représente une vue en coupe axiale d'une partie d'une turbine basse pression selon une première forme de réalisation de l'art antérieur ; [0030] [fig.2] représente une vue axiale d'une partie d'une turbine basse pression selon une deuxième forme de réalisation de l'art antérieur ; [0031] [fig.3] représente une vue en perspective d'une aube d'une turbine basse-pression selon l' invention ; [0032] [fig.4 à 7] représentent des vues en perspective d'une partie de l'aube de la figure 3 ; [0033] [fig.8] représente schématiquement l'assemblage de plusieurs parties de retenue d'aubes, conformément à l'invention. Description détaillée de l'invention [0034] Les figures 3 à 7 illustrent la structure d'une aube 5 utilisée dans une turbine basse- pression selon l'invention. [0035] L'aube 5 comporte, radialement de l'intérieur vers l'extérieur, un pied 7, une échasse 9, une plate-forme radialemcnt interne 8, une pale 6 et une plate-forme radialement externe 19. [0036] Lc pied 7 présente ici une forme de bulbe. Bien entendu, d'autres formes peuvent être envisagées. [0037] La plate-forme radialement interne 8 comporte un becquet amont 20 et un becquet aval 21, s'étendant axialement. Le becquet aval 21 est situé radialement à l'intérieur par rapport au becquet amont 20. [0038] Une partie de retenue 22 s'étend radialement vers l'intérieur depuis le becquet amont 20 ou depuis la zone médiane de la plate-forme radialement interne 8. La partie de retenue 22 comporte une première extrémité circonférentielle et une seconde extrémité circonférentielle, opposée à la première extrémité circonférentielle. La première extrémité circonférentielle comporte une partie mâle 22a, en saillie, la seconde extrémité circonférentielle comporte une partie femelle 22h, en creux, de forme correspondante à la partie mâle 22a. La partie de retenue 22 présente une section en forme générale de Z, dans un plan perpendiculaire à l'axe d'extension de l'aube 5. Les parties mâle 22a et femelle 22h présentent des sections de forme rectangulaire, dans le plan précité. [0039] Chaque partie mâle et femelle s'étend sur toute la dimension radiale de la partie de retenue. [0040] L'aube 5 est réalisée de façon monobloc. En d'autre terme, la pale 6, l'échasse 9, le pied 7, les plates-formes 8, 19 et la partie de retenue 22 viennent de matière. [0041] Une gorge 23 est formée dans le becquet aval 21 et/ou la zone médiane de la plate- forme radialement interne 8, ladite gorge 23 débouchant radialement vers l'intérieur. [0042] Des logements latéraux ou circonférentiels sont formés dans l'échasse 9, lesdits logements étant destinés à recevoir des organes d'étanchéité 24 pour éviter les fuites de gaz entre les échasses des aubes circonférentiellement adjacentes. [0043] La plate-forme radialement externe 19 comporte des 'échoues 25, ici au nombre de deux, s'étendant radialement vers l'extérieur, destinées à coopérer avec un anneau en matériau abradahle non représenté fixé au carter de la turbomachine. [0044] Les aubes 5 sont destinées à être montées sur un disque 1 de rotor d'une turbine basse-pression. En particulier, les pieds 7 des aubes 5 sont engagés dans des alvéoles 2 du disque 1. Les parties de retenue 22 des aubes 5 sont aptes à être retenues axialement entre une face radiale amont 12 du disque 1 et l'extrémité aval 17 d'un flasque annulaire 13 fixé au disque 1, comme cela est déjà le cas dans l'art antérieur illustré en Fig. 1. [0045] Après montage des aubes 5 sur le disque 1, les parties mâle 22a et femelle 22h de chaque aube 5 coopèrent par emboîtement avec les parties femelle 22h et mâle 22a correspondantes des aubes 5 adjacentes, de façon à former des chicanes au niveau des zones d'emboîtement des parties de retenue 22 adjacentes, comme cela est visible à la figure 8. [0046] De telles chicanes permettent de limiter les débits de fuite au niveau des zones d'interfaces entre les parties de retenue des aubes 5. [0047] Comme indiqué précédemment, le fait de réaliser les parties de retenue 22 de façon monobloc avec le reste de l'aube 5, permet de simplifier le montage de l'ensemble, de limiter le nombre de pièces utilisées et de réduire les contraintes mécaniques au sein de l'aube 5. [0048] Une telle aube 5 peut être réalisée par un procédé de fabrication additive. [0049] Selon une forme de réalisation de l'invention, la partie de retenue 22 d'une aube 5 selon l'invention peut coopérer avec des aubes adjacentes, de structure classique, de façon à retenir axialement non seulement l'aube selon l'invention, mais également des aubes adjacentes dont la structure est conforme à l'art antérieur. [0050] On notera par ailleurs que, dans la forme de réalisation représentée aux figures, les parties de retenue 22 sont venues de matière avec le pied d'aube 7 en étant disposées en aval du pied d'aube 7. Toutefois, les parties de retenue 22 pourraient être disposées en amont du pied d'aube 7, comme dans le cas de la figure 1 relative à l'art antérieur 6