Brevet FR3126140A1 — publié le 20230217

La présente invention concerne un ensemble pour turbomachine (1) comprenant : - un disque rotor (2) présentant une face amont (20) et une face aval (22) axialement opposée à la face amont (20) ; - un flasque d’étanchéité (4) monté sur le disque rotor (2), le flasque d’étanchéité (4) étant configuré pour contrôler une circulation d’air depuis la face amont (20) vers la face aval (22). Figure pour l’abrégé : Fig. 2 Flasque d’étanchéité pour turbine de turbomachine DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne une section de turbine d’une turbomachine, par exemple du type de celles utilisées dans le domaine aéronautique. Plus précisément, la présente invention concerne l’étanchéité d’un circuit de ventilation d’un disque rotor d’une telle section de turbine. ETAT DE LA TECHNIQUE Les documents FR 2 841 591 et FR 2 937 371 décrivent des circuits de ventilation d’une turbine haute pression d’une turbomachine aéronautique. De tels circuits de ventilation impliquent notamment la coopération d’un flasque d’étanchéité amont avec la face amont du disque rotor de l’étage le plus en amont de la turbine haute pression. Le flasque d’étanchéité amont autorise notamment l’alimentation en air de ventilation à la fois pour les aubes montées sur le disque rotor, mais aussi pour la cavité de purge, qui est située immédiatement en amont du flasque d’étanchéité amont, et qui est ouverte sur la veine primaire. En outre, le flasque d’étanchéité amont permet de séparer la cavité de purge du circuit de ventilation des aubes, et ce de manière étanche. Il a toutefois été observé que, compte-tenu de la différence de pression entre l’amont et l’aval du disque rotor, au moins une partie de l’air débouchant dans la cavité de purge ne retourne pas directement dans la veine primaire, mais préfère circuler depuis la face amont vers la face aval du disque rotor, non seulement à travers les interstices séparant les pieds des aubes du disque rotor, également appelées sections inter-portées, mais aussi à travers la cavité ménagée entre les plateformes des aubes et le sommet du disque rotor. La circulation d’air au sein des section inter-portées est, en soit, avantageuse, puisqu’elle offre une ventilation additionnelle des pieds des aubes. En revanche, la circulation d’air au sein de la cavité ménagée entre les plateformes des aubes et le sommet du disque rotor pose problème. D’abord, l’air ayant ainsi circulé à travers les interstices séparant les pieds des aubes du disque rotor débouche, au niveau de la face aval du disque rotor, dans une cavité définie par la coopération d’un flasque d’étanchéité aval avec la face aval du disque rotor. Là, l’air se sépare en deux parties, la première partie retournant dans la veine primaire via des fuites prévues au niveau d’une portion radialement externe du flasque d’étanchéité aval, tandis que la deuxième partie circule depuis la face amont vers la face aval du disque rotor, à travers la cavité ménagée entre les plateformes des aubes et le sommet du disque rotor, pour déboucher dans la cavité de purge et, de là, retourner dans la veine primaire. C’est la rencontre, au sein de la cavité ménagée entre les plateformes des aubes et le sommet du disque rotor, d’un flux d’air circulant de l’amont vers l’aval et d’un flux d’air circulant de l’aval vers l’amont, qui conduit à un comportement chaotique générant des instabilités. Ensuite, les passages successifs au travers du disque rotor, qui est entraîné en rotation, via les interstices séparant les pieds des aubes du disque rotor, échauffe l’air par frottements. Ainsi, l’air qui débouche dans la veine primaire depuis la cavité de purge est plus chaud que prévu, et ne remplit donc pas correctement sa fonction de refroidissement des éléments de la turbine formant la cavité de purge. La gestion de cette recirculation de la deuxième partie d’air nécessite donc d’être améliorée. Un but de l’invention est d’améliorer la ventilation d’un disque rotor. Il est à cet effet proposé, selon un premier aspect de l’invention, un ensemble pour turbomachine comprenant : - un disque rotor centré sur un axe longitudinal de la turbomachine, le disque rotor présentant une face amont, une face aval axialement opposée à la face amont, une surface radialement externe, une alvéole débouchant sur la surface radialement externe ; - une aube présentant un pied emmanché dans l’alvéole, le pied de l’aube étant en appui sur le disque rotor au niveau d’une première zone d’appui et d’une seconde zone d’appui, la seconde zone d’appui étant séparée radialement de la première zone d’appui, une conduite de ventilation s’étendant axialement depuis la face amont jusqu’à la face aval, la conduite de ventilation étant délimitée par la première zone d’appui, la seconde zone d’appui, le pied et le disque rotor et ; - un flasque d’étanchéité centré sur l’axe longitudinal et monté sur le disque rotor de sorte à venir en appui contre la face amont, un orifice traversant étant ménagé axialement à travers le flasque d’étanchéité, l’orifice traversant étant adapté pour autoriser une injection d’air dans la conduite de ventilation. En continuant à autoriser une circulation d’air, depuis la face amont vers la face aval, à travers les interstices séparant les pieds des aubes du disque rotor formant une conduite de ventilation, l’ensemble permet de maintenir une ventilation minimum des pieds des aubes. Toutefois, la présence de l’orifice traversant permet de contrôler le débit de cette circulation d’air en le réduisant suffisamment pour que la plupart s’échappe par les fuites prévues au niveau de la portion radialement externe du flasque d’étanchéité aval. De cette manière, la circulation d’air depuis la face amont vers la face aval du disque rotor, à travers la cavité ménagée entre les plateformes des aubes et le sommet du disque rotor, est réduite, ce qui limite les instabilités et le réchauffement. Avantageusement, mais facultativement, l’ensemble selon l’invention peut comprendre au moins l’une des caractéristiques ci-dessous, prise seule ou en combinaison : le flasque d’étanchéité comprend une paroi radiale s’étendant entre deux brides s’étendant axialement depuis la paroi radiale en étant en appui contre la face amont, la paroi radiale s’étendant à distance de la face amont de sorte à délimiter une enceinte ; l’ensemble comprend en outre des moyens d’étanchéité agencés axialement entre chaque bride et la face amont du disque rotor et étant configurés pour empêcher de l’air de s’échapper de l’enceinte ; les moyens d’étanchéité s’étendent vis-à-vis de l’axe longitudinal, d’une part, radialement au même niveau ou radialement plus à l’intérieur que les première et deuxième zone d’appui et, d’autre part, radialement au même niveau ou radialement plus à l’extérieur que les première et deuxième zone d’appui ; les moyens d’étanchéité comprennent un premier joint torique et un second joint torique logés chacun dans une gorge respective ménagée dans les brides ; l’orifice traversant est ménagé axialement à travers la paroi radiale, l’orifice traversant débouchant dans l’enceinte et étant adapté pour autoriser une injection d’air dans l’enceinte ; l’orifice traversant s’étend selon un axe qui est incliné par rapport à l’axe longitudinal de la turbomachine ; l’orifice traversant présente une section circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe ; et/ou le flasque d’étanchéité recouvre au moins la face amont entre la première zone d’appui et la deuxième zone d’appui. Selon un deuxième aspect de l’invention, il est proposé une turbine, typiquement une turbine basse pression ou une turbine haute pression, comprenant un ensemble tel que précédemment décrit, la turbine comprenant : - une pluralité de disques rotor formant une roue mobile, et - une pluralité d’éléments stator, chaque élément stator étant interposé axialement entre deux disques rotor successifs, la pluralité d’éléments stator formant un distributeur, une cavité de purge étant définie par un élément stator, le disque rotor et le flasque d’étanchéité, de l’air étant susceptible de circuler au sein de la cavité de purge avant de traverser le flasque d’étanchéité. Selon un troisième aspect de l’invention, il est proposé une turbomachine, typiquement de type aéronautique, comprenant une turbine telle que précédemment décrite. Selon un quatrième aspect de l’invention, il est proposé un aéronef, par exemple un avion ou un hélicoptère, comprenant une turbomachine telle que précédemment décrite, typiquement rapportée et fixée sur l’aéronef. DESCRIPTION DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels : La est une vue en coupe schématique d’une turbomachine. La est une vue en coupe schématique d’une partie d’une section de turbine d’une turbomachine comprenant un ensemble selon un mode de réalisation de l’invention. La est une vue en perspective simplifiée d’un pied d’une aube emmanchée ou montée dans une alvéole d’un disque rotor d’une section de turbine, la vue étant prise depuis une face amont du disque rotor. La est une vue en perspective simplifiée d’une flasque d’étanchéité d’un ensemble selon un mode de réalisation de l’invention. La illustre le flasque d’étanchéité illustré sur la coopérant avec le disque rotor illustré sur la . Sur l’ensemble des figures, les éléments similaires portent des références identiques. Ensemble pour turbomachine (1) comprenant : - un disque rotor (2) centré sur un axe longitudinal (X-X) de la turbomachine (1), le disque rotor (2) présentant une face amont (20), une face aval (22) axialement opposée à la face amont (20), une surface radialement externe (200), une alvéole (24) débouchant sur la surface radialement externe (200) ; - une aube (3) présentant un pied (30) montée dans l’alvéole (24), le pied (30) de l’aube (3) étant en appui sur le disque rotor (2) au niveau d’une première zone d’appui (301) et d’une deuxième zone d’appui (302), la deuxième zone d’appui (302) étant séparée radialement de la première zone d’appui (301), une conduite de ventilation (3000) s’étendant axialement depuis la face amont (20) jusqu’à la face aval (22), la conduite de ventilation (3000) étant délimitée par la première zone d’appui (301), la deuxième zone d’appui (302), le pied (30) et disque rotor (2) et ; - un flasque d’étanchéité (4) centré sur l’axe longitudinal (X-X) et monté sur le disque rotor (2) de sorte à venir en appui contre la face amont (20), un orifice traversant (4000) étant ménagé axialement à travers le flasque d’étanchéité (4), l’orifice traversant (4000) étant adapté pour autoriser une injection d’air dans la conduite de ventilation (3000). Ensemble selon la revendication 1, dans lequel le flasque d’étanchéité (4) comprend une paroi radiale (40) s’étendant entre deux brides (41, 42) s’étendant axialement depuis la paroi radiale (40) en étant en appui contre la face amont (20), la paroi radiale (40) s’étendant à distance de la face amont (20) de sorte à délimiter une enceinte (400). Ensemble selon la revendication 2, comprenant en outre des moyens d’étanchéité (71, 72) agencés axialement entre chaque bride (41, 42) et la face amont (20) du disque rotor (2) et étant configurés pour empêcher de l’air de s’échapper de l’enceinte (400). Ensemble selon la revendication 3, dans lequel les moyens d’étanchéité (71, 72) s’étendent vis-à-vis de l’axe longitudinal (X-X), d’une part, radialement au même niveau ou radialement plus à l’intérieur que les première et deuxième zone d’appui (301, 302) et, d’autre part, radialement au même niveau ou radialement plus à l’extérieur que les première et deuxième zone d’appui (302). Ensemble selon l’une des revendications 3 et 4, dans lequel les moyens d’étanchéité (71, 72) comprennent un premier joint torique (71) et un second joint torique (72) logés chacun dans une gorge respective (410, 420) ménagée dans les brides (41, 42). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’orifice traversant (4000) est ménagé axialement à travers la paroi radiale (40), l’orifice traversant (4000) débouchant dans l’enceinte (400) et étant adapté pour autoriser une injection d’air dans l’enceinte (400). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 6, dans lequel l’orifice traversant (4000) s’étend selon un axe (Y-Y) qui est incliné par rapport à l’axe longitudinal (X-X) de la turbomachine (1). Ensemble selon la revendication 7, dans lequel l’orifice traversant (4000) présente une section circulaire dans un plan perpendiculaire à l’axe (Y-Y). Ensemble selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel le flasque d’étanchéité (4) recouvre au moins la face amont (20) entre la première zone d’appui (301) et la deuxième zone d’appui (302). Turbine (16) comprenant un ensemble selon l’une des revendications 1 à 9, la turbine (16) comprenant : - une pluralité de disques rotor (2) formant une roue mobile, et - une pluralité d’éléments stator, chaque élément stator étant interposé axialement entre deux disques rotor (2) successifs, la pluralité d’éléments stator formant un distributeur, une cavité de purge (5000) étant définie par un élément stator, le disque rotor (5) et le flasque d’étanchéité (4), de l’air étant susceptible de circuler au sein de la cavité de purge (5000) avant de traverser le flasque d’étanchéité (4). Turbomachine (1) comprenant une turbine (16) selon la revendication 10.