Brevet FR3132540A1 — publié le 20230811

La présente invention concerne un rotor (1) de turbine comprenant un disque de rotor (2), muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles axiales (23) de réception d’un pied (30) bilobé d’une aube (3), chaque alvéole (23) comprenant une cavité radialement interne (232) et une cavité radialement externe (231). Ce rotor est remarquable en ce qu’il comprend un anneau (4) de retenue axiale des pieds d’aubes et un flasque annulaire (5), l’anneau (4) comprenant une partie radialement interne munie d’échancrures (43) et étant disposé contre la face amont (21) du disque (2), de sorte que chacune de ses échancrures (43) soit située en face d’une alvéole (23) du disque (2), le flasque (5) étant fixé contre la face amont de l’anneau (4), ménageant un espace (E) avec ledit disque (2) et comportant au moins un orifice d’admission d’air (54) qui débouche dans ledit espace (E) et en ce que chaque aube (3) comprend une gorge (33) de réception du bord circonférentiel externe (46) dudit anneau (4). Figure pour l’abrégé : Fig. 3 Rotor de turbine comprenant un anneau d’arrêt d’aubes configuré pour favoriser le refroidissement des pieds d’aubes. DOMAINE DE L'INVENTION L'invention se situe dans le domaine des rotors de turbine de turbomachine. La présente invention concerne plus précisément le refroidissement et la retenue axiale des pieds des aubes d’un rotor de turbine, ces pieds d’aubes ayant une forme dite « de sapin » ou « bilobée ». L’invention concerne également une turbine de turbomachine et une turbomachine, munies d’un tel rotor. ETAT DE LA TECHNIQUE De manière classique, une turbomachine comprend successivement d’amont en aval, un compresseur basse pression, un compresseur haute pression, une chambre de combustion, une turbine haute pression et une turbine basse pression, qui sont traversés par un flux d’air, (l’amont et l’aval étant définis par rapport au sens d’écoulement de ce flux d’air dans la turbomachine). Chaque turbine comprend plusieurs étages axialement successifs, de l’amont vers l’aval. Chaque étage comprend un distributeur annulaire fixe et un rotor mobile, entraîné en rotation autour d’un axe de rotation, qui se confond avec l’axe longitudinal de la turbomachine. Chaque rotor comprend un disque de rotor et une pluralité d’aubes radiales qui s’étendent autour de ce disque. Le disque de rotor est pourvu à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles qui débouchent sur sa circonférence extérieure, chaque alvéole étant configurée pour recevoir le pied d’une telle aube. Une turbine basse pression dite « rapide » a été développée. Elle est dénommée ainsi car son rotor est entraîné en rotation à une vitesse supérieure à celle du rotor d’une turbine basse pression classique, Afin de résister à cette vitesse élevée de rotation, les pieds des aubes du rotor présentent une forme dite « de sapin » ou « bilobée » dont on peut voir un exemple de réalisation sur la jointe. Sur cette figure, on peut ainsi voir un disque de rotor A présentant une pluralité d’alvéoles, ici une seule, référencée B, qui permet la réception du pied C d’une aube D. Le pied d’aube C est bilobé, c’est-à-dire qu’il comprend un lobe radialement externe C1 situé à proximité de l’aube D et qu’il se prolonge par un lobe radialement interne C2. L’alvéole de réception B comporte en conséquence une cavité radialement externe B1 débouchant vers l’extérieur du disque de rotor et configurée pour recevoir le lobe C1 et une cavité radialement interne B2 débouchant dans la cavité radialement externe B1 et configurée pour recevoir le lobe C2. Afin d’assurer un refroidissement efficace du pied d’aube C, il est nécessaire que l’air de refroidissement passe non seulement dans la cavité radialement interne B2 de l’alvéole, mais également dans la cavité radialement externe B1. Or, dans l’état actuel de la technique, le pied d’aube C est retenu axialement à l’intérieur de l’alvéole B par un anneau d’arrêt et un flasque (non visibles sur la ) qui bloque le passage de l’air de refroidissement à l’intérieur de la cavité radialement externe B1 de l’alvéole B. Ceci conduit à un risque d’échauffement et d’endommagement du pied de l’aube. L’invention a donc pour but de résoudre le problème précité et de proposer une structure de rotor qui permette de bloquer axialement le pied d’aube à l’intérieur de l’alvéole, dans les deux sens, c’est-à-dire vers l’amont et vers l’aval, tout en permettant un refroidissement efficace de la cavité radialement interne et de la cavité radialement externe de l’alvéole. A cet effet, l’invention concerne un rotor de turbine comprenant un disque de rotor d’axe longitudinal de rotation et une pluralité d’aubes radiales, ce disque de rotor étant muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles axiales chacune configurée pour la réception d’un pied d’aube, chaque aube ayant un pied d’aube de forme bilobée et chaque alvéole comprenant une cavité radialement interne qui se prolonge par une cavité radialement externe. Conformément à l’invention, ce rotor comprend : -un anneau de retenue axiale des pieds des aubes, cet anneau de retenue comprenant une partie radialement interne munie d’échancrures et une partie radialement externe, pleine, cet anneau de retenue étant disposé contre la face amont du disque de rotor, de sorte que chacune de ses échancrures soit située en regard d’une alvéole du disque de rotor, -un flasque annulaire, fixé du côté amont du disque de rotor de sorte que son extrémité radialement externe soit au contact de l’anneau de retenue, ce flasque annulaire étant configuré de façon à ménager un espace avec ledit disque de rotor et comportant au moins un orifice d’admission d’air qui débouche dans ledit espace, de sorte que de l’air de refroidissement peut pénétrer par ledit au moins un orifice d’admission d’air dans ledit espace puis passer à travers les échancrures pour rejoindre la cavité radialement externe des alvéoles dudit disque de rotor, et chaque aube comprend une gorge de réception du bord circonférentiel externe dudit anneau de retenue. Grâce à ces caractéristiques de l'invention, le flasque et l’anneau de retenue coopèrent pour maintenir axialement le pied d’aube à l’intérieur de l’alvéole de réception du disque de rotor et empêcher ainsi tout déplacement de cette aube vers l’amont ou vers l’aval, et ce, tout en permettant un refroidissement efficace des cavités respectivement interne et externe de l’alvéole, grâce à la présence des échancrures de l’anneau de retenue. Selon d'autres caractéristiques avantageuses et non limitatives de l'invention, prises seules ou en combinaison : - l’anneau de retenue comprend autant d’échancrures que le disque de rotor possède d’alvéoles de réception d’un pied d’aube. - le rotor comprend un joint d’étanchéité annulaire, disposé entre l’extrémité radialement externe du flasque annulaire et la face amont de la partie radialement externe pleine dudit anneau de retenue. - le flasque annulaire comprend autant orifices de refroidissement que le disque de rotor possède d’alvéoles. - le flasque annulaire présente globalement une branche axiale et une branche radiale, la branche axiale est fixée au disque de rotor et l’extrémité radialement externe de ladite branche radiale est au contact de la face amont de la partie radialement externe dudit anneau de retenue et ledit au moins un orifice d’admission d’air est formé dans la branche radiale du flasque annulaire. - l’anneau de retenue comprend plusieurs secteurs d’anneau, disposés bout à bout circonférentiellement autour de l’axe longitudinal de rotation. - la largeur, prise selon une direction circonférentielle, d’une échancrure est supérieure ou égale à la largeur, prise selon une direction circonférentielle, d’une alvéole. - les échancrures sont chacune délimitée circonférentiellement d’un côté et de l’autre par deux languettes radiales de l’anneau de retenue et la hauteur, prise selon une direction radiale, de chacune des deux languettes disposées circonférentiellement d’un côté et de l’autre d’une échancrure (43) est inférieure à la hauteur, prise selon une direction radiale, de l’alvéole de réception d’un pied d’aube sur laquelle débouche l’échancrure. L'invention concerne également une turbine de turbomachine, notamment une turbine basse pression, équipée du rotor précité. L’invention concerne enfin une turbomachine comprenant au moins une telle turbine. 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 : représente une alvéole d’un disque de rotor et un pied d’aube en forme de sapin, reçu dans cette alvéole. est une vue partielle en perspective d’un disque de rotor, d’aubes, de l’anneau de retenue et du flasque conformes à l’invention. est une vue en coupe axiale et partielle du disque de rotor, d’une aube de l’anneau de retenue et du flasque conformes à l’invention. est une vue en perspective d’une partie de deux secteurs d’anneau formant l’anneau de retenue conforme à l’invention. est une vue en perspective d’une partie de l’anneau de retenue conforme à l’invention, disposé devant un disque de rotor. Rotor (1) de turbine comprenant un disque de rotor (2) d’axe longitudinal de rotation (X-X’) et une pluralité d’aubes radiales (3), ce disque de rotor (2) étant muni à sa périphérie d’une pluralité d’alvéoles axiales (23) chacune configurée pour la réception d’un pied d’aube (30), chaque aube (3) ayant un pied d’aube (30) de forme bilobée et chaque alvéole (23) comprenant une cavité radialement interne (232) qui se prolonge par une cavité radialement externe (231), caractérisé en ce qu’il comprend : -un anneau (4) de retenue axiale des pieds (30) des aubes, cet anneau de retenue (4) comprenant une partie radialement interne (42) munie d’échancrures (43) et une partie radialement externe (44), pleine, cet anneau de retenue (4) étant disposé contre la face amont (21) du disque de rotor (2), de sorte que chacune de ses échancrures (43) soit située en regard d’une alvéole (23) du disque de rotor (2), -un flasque annulaire (5), fixé du côté amont du disque de rotor (2) de sorte que son extrémité radialement externe (52) soit au contact de l’anneau de retenue (4), ce flasque annulaire (5) étant configuré de façon à ménager un espace (E) avec ledit disque de rotor (2) et comportant au moins un orifice d’admission d’air (54) qui débouche dans ledit espace (E), de sorte que de l’air de refroidissement peut pénétrer par ledit au moins un orifice d’admission d’air (54) dans ledit espace (E) puis passer à travers les échancrures (43) pour rejoindre la cavité radialement externe (231) des alvéoles (23) dudit disque de rotor (2), et en ce que chaque aube (3) comprend une gorge (33) de réception du bord circonférentiel externe (46) dudit anneau de retenue (4). Rotor (1) de turbine selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’anneau de retenue (4) comprend autant d’échancrures (43) que le disque de rotor (2) possède d’alvéoles (23) de réception d’un pied d’aube. Rotor (1) de turbine selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu’il comprend un joint d’étanchéité annulaire (6), disposé entre l’extrémité radialement externe (52) du flasque annulaire (5) et la face amont de la partie radialement externe pleine (44) dudit anneau de retenue (4). Rotor (1) de turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque annulaire (5) comprend autant orifices de refroidissement (54) que le disque de rotor (2) possède d’alvéoles (23). Rotor (1) de turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le flasque annulaire (5) présente globalement une branche axiale (50) et une branche radiale (51), en ce que la branche axiale (50) est fixée au disque de rotor (2) et l’extrémité radialement externe (52) de ladite branche radiale (51) est au contact de la face amont de la partie radialement externe (44) dudit anneau de retenue (4) et en ce que ledit au moins un orifice d’admission d’air (54) est formé dans la branche radiale (51) du flasque annulaire (5). Rotor (1) de turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’anneau de retenue (4) comprend plusieurs secteurs d’anneau (4A, 4B), disposés bout à bout circonférentiellement autour de l’axe longitudinal de rotation (X-X’). Rotor (1) de turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la largeur (L3), prise selon une direction circonférentielle, d’une échancrure (43) est supérieure ou égale à la largeur, prise selon une direction circonférentielle, d’une alvéole (23). Rotor (1) de turbine selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les échancrures (43) sont chacune délimitée circonférentiellement d’un côté et de l’autre par deux languettes radiales (45) de l’anneau de retenue (4) et la hauteur (H), prise selon une direction radiale, de chacune des deux languettes (45) disposées circonférentiellement d’un côté et de l’autre d’une échancrure (43) est inférieure à la hauteur (H1), prise selon une direction radiale, de l’alvéole (23) de réception d’un pied d’aube sur laquelle débouche l’échancrure (43). Turbine de turbomachine, notamment turbine basse pression, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un rotor (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes. Turbomachine, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins une turbine de turbomachine selon la revendication 9.