Brevet FR3094398A1 — publié le 20201002

Description Titre de l'invention : ENSEMBLE POUR UN ROTOR DE TUR- BOMACHINE Domaine technique de l'invention [0001] L'invention concerne un ensemble pour un rotor d'une turbomachine, telle qu'un tur- boréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Etat de la technique antérieure [0002] Lc document FR 2 607 866, au nom de la Demanderesse, divulgue un rotor de com- presseur pour une turbomachine. Les termes axial, radial et circonférentiel sont définis par rapport à l'axe X du rotor. Les termes amont et aval sont définis par rapport au sens de circulation du flux de gaz au seins du compresseur. [0003] Une partie d'un tel rotor 1 est représenté à la figure 1. Le rotor 1 comporte des disques annulaires 2 écartés axialement les uns des autres. Chaque disque 2 comprend une partie radialement externe 3 dans laquelle sont formés des alvéoles 4 servant au montage de pieds 5 d'aubes 6, régulièrement réparties sur la circonférence du disque 2. Le disque 2 comporte en outre une jante 7 reliant la partie radialement externe 3 à une partie radialement interne d'équilibrage 8. Les disques 2 sont reliés entre eux par des viroles cylindriques 9. Les viroles 9 peuvent être formées intégralement avec certains des disques 2 et être boulonnées à d'autres disques 2. [0004] Dans la forme de réalisation représentée à la figure 1, le disque 2 situé au centre de la figure est dépourvu de viroles 9. Les disques 2 situés axialement en amont et en aval du disque 2 central comprennent des viroles 9 comportant des brides radiales 10 en appui sur des faces amont 11 et aval 12 du disque 2 central et fixées au disque 2 central par l'intermédiaire de boulons 13. [0005] Chaque virole 9 comporte une partie cylindrique 14 à partir de laquelle des léchettes 15 s'étendent radialement vers l'extérieur, destinées à coopérer avec un bloc de matériau abradable d'un stator, non représenté. [0006] Chaque boulon 13 comporte une vis 16 comprenant une tête 17 en appui sur l'une des brides 10, à savoir la bride 10 de la virole 9 amont dans le cas de la figure 1. Chaque boulon 13 comporte en outre un écrou 18 coopérant avec la partie filetée de la vis 16, l'écrou 18 étant en appui sur l'autre bride 10, à savoir la bride 10 de la virole 9 aval dans le cas de la figure 1. [0007] La vis 16 de chaque boulon 13 traverse des ouvertures ménagées dans les brides 10 et dans le disque 2. [0008] En fonctionnement, la température et. la pression de l'air dans l'espace annulaire 19 délimité axialement entre le disque 2 central et le disque 2 aval est supérieur à la tem- 2 pérature et à la pression de l'air dans l'espace annulaire 20 délimité axialement entre le disque 2 central et le disque 2 amont. Compte tenu des différences de pression entre les deux espaces 19, 20 et compte tenu du fait que la liaison boulonnée ne peut pas être parfaitement étanche, un flux d'air de fuite à haute température traverse les ouvertures des brides 10 et du disque 2, autour de la vis 16, cet air débouchant ensuite en regard de la partie cylindrique 14 de la virole amont 9. Ceci provoque une élévation de la température de la virole 9 amont, ce qui a pour effet de modifier les jeux de fonctionnement et de réduire la durée de vie de cette zone du compresseur. Présentation de l'invention [0009] L'invention vise à remédier à cet inconvénient, de manière simple, fiable et peu onéreuse. [0010] A cet effet, l'invention concerne un ensemble pour un rotor d'une turbomachine s'étendant selon un axe, comportant un disque annulaire s'étendant radialement, au moins und virole amont ou aval, comportant une bride en appui sur une face amont ou aval du disque, ladite bride étant fixée au disque par l'intermédiaire d'au moins un boulon, le boulon comportant une vis coopérant avec un écrou, caractérisé en ce que ledit ensemble comporte au moins un organe de détlection présentant une forme générale en U comprenant une base radialement externe à partir de laquelle une branche amont et und branche aval s'étendent radialement vers l'intérieur, l'une desdites branches étant fixée à la bride et au disque par l'intermédiaire du boulon, ladite branche comportant au moins une ouverture de fixation traversée par la vis. [0011] De cette manière, l'air traversant la zone boulonnée du disque et de la bride débouche dans le volume interne de l'organe de déflection, au travers de l'ouverture. Cc volume interne, délimité par les branches et la hase, forme ainsi un collecteur, d'où l'air est redirigé notamment radialemcnt vers l'intérieur en étant guidé par les branches. La partie située radialement à l'extérieur de la base de l'organe de déflection est ainsi protégée du flux d'air traversant la zone boulonnée du disque et de la bride. [0012] L'organe de déflection peut être annulaire. L'axe de l'organe de déflexion correspond alors à l'axe du rotor. [0013] En variante, l'organe de déflection peut s'étendre uniquement sur une portion circon- férentielle de la bride, uniquement au niveau de la zone boulonnée correspondante. [0014] La virole peut comporter une partie cylindrique dont une extrémité amont ou aval comporte la bride de fixation au disque. [0015] La partie cylindrique de la virole peut comporter des léchettes s'étendant radialement vers l'extérieur, destinées à coopérer avec un bloc de matériau abradable d'un stator. [0016] L'organe de déflection peut être situé en amont du disque. [0017] Dans le cas d'un compresseur en particulier, l'espace situé en aval du disque est 3 soumis à une température et à une pression plus élevée que l'espace situé en amont du disque. L'air traversant la zone boulonnée circule donc de l'aval vers l'amont avant de déboucher dans le volume interne de l'organe de déflection. [0018] La base de l'organe de déflection peut comporter au moins une perforation située axialement en regard d'une partie de la virole. [0019] Une partie de l'air débouchant dans le volume interne de l'organe de déflection est ainsi dirigée vers une partie de la virole, par exemple une partie cylindrique équipée de léchettes, de manière à contrôler sa température. [0020] L'organe de déflection peut comporter plusieurs perforations régulièrement réparties sur la circonférence de la hase. [0021] La branche de l'organe de déflection servant à sa fixation peut être en appui direct sur la bride de la virole, elle-même en appui direct sur le disque. [0022] En variante, l'un et/ou l'autre de ces appuis peut être réalisé par l'intermédiaire d'une pièce additionnelle. [0023] La branche de l'organe de déflection opposée à la branche servant à la fixation peut s'étendre de façon oblique par rapport à un plan radial. [0024] La branche oblique, appelée branche de déflection, peut être annulaire et tronconique. La branche de déflection peut se rapprocher de la branche de fixation, radialement vers l'intérieur. [0025] L'angle entre la branche oblique et le plan radial peut être compris entre 45 et 90° de préférence entre 45 ° et 70°. [0026] La branche de fixation peut s'étendre uniquement dans le plan radial. [0027] La base peut être cylindrique. En variante, la base peut être tronconique. [0028] L'invention concerne également un compresseur de turbomachine comportant au moins un ensemble du type précité. Brève description des figures [0029] [fig.1[ est unc vue en coupe axiale d'une partie d'un compresseur de turbomachine de l'art antérieur, [0030] [fig.2] est une vue en coupe axiale d'une partie d'un compresseur de turbomachine selon une forme de réalisation de l'invention, [0031] [fig.3] est une vue en perspective et en coupe, d'une partie d'un organe de déflection annulaire conformément à l'invention. Description détaillée de l'invention 100321 La figure 2 illustre une partie d'un rotor 1 de compresseur de turbomachine selon une forme de réalisation de l'invention. Le compresseur peut être un compresseur basse pression ou un compresseur haute pression de turbomachine. [0033] Comme précédemment, le rotor 1 comporte des disques 2, chaque disque 2 comportant une partie radialement externe 3 dans laquelle sont formés des alvéoles 4 servant au montage de pieds 5 d'aubes 6, régulièrement réparties sur la circonférence du disque 2. Le disque 2 comporte en outre une jante 7 reliant la partie radialement externe 3 à une partie radialement interne d'équilibrage 8. Les disques 2 sont reliés entre eux par des viroles cylindriques 9. Les viroles 9 peuvent être formées intégralement avec certains des disques 2 et être boulonnées à d'autres disques 2. [0034] Dans la forme de réalisation représentée à la figure 2, le disque 2 central est dépourvu de viroles. Les disques 2 situés axialcment en amont et en aval du disque 2 central comprennent des viroles 9 comportant dès brides annulaires radiales 10 en appui sur des faces amont 11 et aval 12 du disque 2 central et fixées au disque 2 central par l'intermédiaire de boulons 13. Les boulons 13 sont régulièrement répartis sur la circonférence. [0035] Chaque virole 9 comporte une partie cylindrique 14 à partir de laquelle des léchettes 16 s'étendent radialement vers l'extérieur, destinées à coopérer avec un bloc de matériau abradable d'un stator, non représenté. [0036] Chaque boulon 13 comporte une vis 16 comprenant une tête 17, située ici du côté amont. Chaque boulon 13 comporte en outre un écrou 18 coopérant avec la partie filetée de la vis 16. l'écrou 18 étant en appui sur la bride 10 de la virole 9 aval, directement ou par l'intermédiaire d'une pièce intermédiaire. [0037] La vis 16 de chaque boulon 13 traverse des ouvertures 21, 22 ménagées respec- tivement dans les brides 10 et dans le disque 2. [0038] Par ailleurs, un organe de déflection 23 de forme annulaire est monté en amont de la bride 10 amont et du disque 2. L'axe de l'organe de déflexion 23 correspond à l'axe X du compresseur. L'organe de déflection 23 présente une section en forme générale de U et comporte une base cylindrique 24 à partir de laquelle une branche amont 25 et une branche aval 26 s'étendent radialement vers l'intérieur. La branche aval 26 est située intégralement dans un plan radial. La branche aval 26 vient ici en appui direct sur la bride radiale 10 de la virole 9 amont et comporte des ouvertures 27 permettant le passage de la vis 16. Bien entendu, l'appui de la branche aval 26 sur la bride 10 peut être réalisé par l'intermédiaire d'une pièce supplémentaire. [0039] La branche amont 25 présente une forme tronconique s'évasant vers l'amont. L'angle de la branche amont 25 par rapport au plan radial est par exemple compris entre 45 et 70°. [0040] La base 24 comporte par ailleurs des perforations 28, par exemple de forme circulaire, régulièrement réparties sur la circonférence et situées axialement en regard de la partie cylindrique 14 de la virole 9 amont. [0041] Comme précédemment, en fonctionnement, la température et la pression de l'air dans l'espace annulaire 19 délimité axialcment entre le disque 2 central et le disque 2 aval est supérieur à la température et à la pression de l'air dans l'espace annulaire 20 délimité axialcment entre le disque 2 central et le disque 2 amont. Un flux d'air de fuite à haute température traverse les ouvertures 21, 22 des brides et du disque autour des vis 16, puis les ouvertures correspondantes 27 de la bride aval 26, avant de déboucher dans le volume interne 29 de l'organe de déflection 23 délimité par la hase 24 et les branches 25, 26. [0042] Une majeure partie de ce flux d'air est chassé radialement vers l'intérieur de l'espace interne 29, une faible partie de ce flux d'air étant expulsé par les perforations 28 et vient impacter la virole 9 amont de façon ciblée afin de contrôler les contraintes thermiques au sein de la virole 9. [0043] De cette manière, il est possible de contrôler les jeux de fonctionnement et d'augmenter la durée de vie du rotor 1 du compresseur. 6 REVENDICATIONS[Revendication 1] Ensemble pour un rotor (1) d'une turbomachine s'étendant selon un axe (X), comportant un disque (2) annulaire s'étendant radialement, au moins une virole (9) amont ou aval, comportant une bride (10) en appui sur une face amont ou aval du disque (2), ladite bride (10) étant fixée au disque (2) par l'intermédiaire d'au moins un boulon (13), le boulon (13) comportant une vis (16) coopérant avec un écrou (18), caractérisé en ce que ledit ensemble comporte au moins un organe de déflection (23) présentant une forme générale en U comprenant une base (24) radialement externe à partir de laquelle une branche amont (25) et une branche aval (26) s'étendent radialement vers l'intérieur, l'une (26) desdites branches (25, 26) étant fixée à la bride (10) et au disque (2) par l'intermédiaire du boulon (13), ladite branche (26) comportant au moins une ouverture (27) de fixation traversée par la vis (16). [Revendication 2] Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de dé- flection (23) est annulaire. [Revendication 3] Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la virole (9) comporte une partie cylindrique (14) dont une extrémité amont ou aval comporte la bride (10) de fixation au disque (2). [Revendication 4] Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que la partie cy- lindrique (14) de la virole (9) comporte des léchettes (15) s'étendant radialement vers l'extérieur, destinées à coopérer avec un bloc de matériau abradable d'un stator. [Revendication 5] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de déflection (23) est situé en amont du disque (2). [Revendication 6] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la base (24) de l'organe de déflection (23) comporte au moins une perforation (28) située axialement en regard d'une partie de la virole (9). [Revendication 7] Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que la branche (26) de l'organe de déllection (23) servant à sa fixation est en appui direct sur la bride (10) de la virole (9), elle-même en appui direct sur le disque (2). [Revendication 8] Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la branche (25) de l'organe de déllection (23) opposée à la branche (26) servant à la fixation s'étend de façon oblique par rapport à un plan radial. [Revendication 9] Compresseur de turbomachine comportant. au moins un ensemble selon 7 l'une des revendications 1 à 8.