CA3018448A1 - Plateforme, disque et ensemble de soufflante - Google Patents
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Abstract
Plateforme (30) apte à être intercalée entre deux aubes (20) adjacentes d'une soufflante (2), et comportant une paroi de veine (34), une paroi de fond (36) et des surfaces de rétention axiale et radiale. La paroi de veine (34) définit une veine d'écoulement d'air de soufflante (2), la paroi de fond (36) présente une surface principale (36a) pour prendre appui sur un disque (40) de soufflante, et les surfaces de rétention axiale et radiale sont disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme (30). La surface de rétention radiale (38), disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme (30), est décalée radialement, dans la direction d'appui de la paroi de fond (36) sur le disque (40), par rapport à la surface principale (36a) de la paroi de fond (36).
Description
PLATEFORME, DISQUE ET ENSEMBLE DE SOUFFLANTE
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine général des turbomachines aéronautiques, et plus précisément le domaine des plateformes d'aubes et de disque de la soufflante d'une turbomachine aéronautique, un ensemble comprenant les plateformes et le disque, et une soufflante comprenant cet ensemble.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans une turbomachine, les plateformes d'aubes de la soufflante doivent assurer plusieurs fonctions. D'un point de vue aérodynamique, ces plateformes ont pour fonction première de définir la veine d'écoulement de l'air. En outre, elles doivent aussi être capables de résister à des efforts importants en se déformant le moins possible et en restant solidaires du disque qui les porte.
Afin de satisfaire ces différentes exigences, certaines configurations ont été proposées dans lesquelles les plateformes possèdent une première partie permettant de définir la veine d'écoulement de l'air et d'assurer la rétention de la plateforme lorsque le moteur est en rotation, et une deuxième partie permettant de limiter les déformations de la première partie sous les effets des efforts centrifuges et de maintenir la plateforme en position lorsque le moteur est à l'arrêt.
Dans les solutions existantes, la plateforme peut prendre la forme d'un caisson avec une paroi de veine bidimensionnelle retenue à l'aval par un tambour et à l'amont par une virole, la rétention amont par la virole étant réalisée au-dessus de la dent du disque de soufflante (une bride de la virole venant bloquer axialement et radialement la plateforme à
l'amont).
Une telle rétention amont effectuée au-dessus de la dent du disque avec une virole présente l'inconvénient d'imposer un rapport de moyeu élevé, le rapport de moyeu étant le rapport du rayon pris entre l'axe de rotation et le point du bord d'attaque de l'aube affleurant en surface de la plateforme, sur le rayon pris entre l'axe de rotation et le point du bord d'attaque le plus externe. Par ailleurs, cette rétention amont est
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne le domaine général des turbomachines aéronautiques, et plus précisément le domaine des plateformes d'aubes et de disque de la soufflante d'une turbomachine aéronautique, un ensemble comprenant les plateformes et le disque, et une soufflante comprenant cet ensemble.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
Dans une turbomachine, les plateformes d'aubes de la soufflante doivent assurer plusieurs fonctions. D'un point de vue aérodynamique, ces plateformes ont pour fonction première de définir la veine d'écoulement de l'air. En outre, elles doivent aussi être capables de résister à des efforts importants en se déformant le moins possible et en restant solidaires du disque qui les porte.
Afin de satisfaire ces différentes exigences, certaines configurations ont été proposées dans lesquelles les plateformes possèdent une première partie permettant de définir la veine d'écoulement de l'air et d'assurer la rétention de la plateforme lorsque le moteur est en rotation, et une deuxième partie permettant de limiter les déformations de la première partie sous les effets des efforts centrifuges et de maintenir la plateforme en position lorsque le moteur est à l'arrêt.
Dans les solutions existantes, la plateforme peut prendre la forme d'un caisson avec une paroi de veine bidimensionnelle retenue à l'aval par un tambour et à l'amont par une virole, la rétention amont par la virole étant réalisée au-dessus de la dent du disque de soufflante (une bride de la virole venant bloquer axialement et radialement la plateforme à
l'amont).
Une telle rétention amont effectuée au-dessus de la dent du disque avec une virole présente l'inconvénient d'imposer un rapport de moyeu élevé, le rapport de moyeu étant le rapport du rayon pris entre l'axe de rotation et le point du bord d'attaque de l'aube affleurant en surface de la plateforme, sur le rayon pris entre l'axe de rotation et le point du bord d'attaque le plus externe. Par ailleurs, cette rétention amont est
2 susceptible d'engendrer des sur-contraintes sur la dent et dans l'alvéole du disque, au niveau de la liaison entre la virole et le disque.
Afin d'optimiser les performances de la soufflante, et plus généralement de la turbomachine, il est souhaitable de disposer d'un assemblage d'une plateforme rapportée d'aube de soufflante sur un disque de soufflante qui présente un rapport de moyeu le plus faible possible, tout en limitant les contraintes au niveau de la dent et de l'alvéole du disque.
PRESENTATION DE L'INVENTION
Un mode de réalisation concerne une plateforme apte à être intercalée entre deux aubes adjacentes d'une soufflante, et comportant :
- Une paroi de veine pour définir une veine d'écoulement d'air de soufflante, - Une paroi de fond avec une surface principale pour prendre appui sur un disque de soufflante ; et - Des surfaces de rétention axiale et radiale disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme, caractérisée en ce que la surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme est décalée radialement, dans la direction d'appui de la paroi de fond sur le disque, par rapport à une surface principale de la paroi de fond.
Par axiale , on comprend suivant la direction de la plus grande longueur de la plateforme, et par radiale , on comprend la direction perpendiculaire à la direction axiale et à la surface principale de la paroi de fond.
Par amont , on comprend amont par rapport au sens d'écoulement de l'air, lorsque la plateforme prend appui sur un disque de soufflante.
La plateforme peut prendre la forme d'un caisson formé par l'assemblage de la paroi de veine et de la paroi de fond. La paroi de veine permet de délimiter la veine d'écoulement de l'air entrant dans la soufflante. La paroi de fond permet de maintenir en position la paroi de veine, et également de limiter ses déformations sous l'effet des forces centrifuges. La paroi de fond comporte également une surface principale pouvant prendre appui sur un disque de soufflante.
Les surfaces de rétention axiale et radiale, disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme, permettent de retenir et de maintenir
Afin d'optimiser les performances de la soufflante, et plus généralement de la turbomachine, il est souhaitable de disposer d'un assemblage d'une plateforme rapportée d'aube de soufflante sur un disque de soufflante qui présente un rapport de moyeu le plus faible possible, tout en limitant les contraintes au niveau de la dent et de l'alvéole du disque.
PRESENTATION DE L'INVENTION
Un mode de réalisation concerne une plateforme apte à être intercalée entre deux aubes adjacentes d'une soufflante, et comportant :
- Une paroi de veine pour définir une veine d'écoulement d'air de soufflante, - Une paroi de fond avec une surface principale pour prendre appui sur un disque de soufflante ; et - Des surfaces de rétention axiale et radiale disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme, caractérisée en ce que la surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme est décalée radialement, dans la direction d'appui de la paroi de fond sur le disque, par rapport à une surface principale de la paroi de fond.
Par axiale , on comprend suivant la direction de la plus grande longueur de la plateforme, et par radiale , on comprend la direction perpendiculaire à la direction axiale et à la surface principale de la paroi de fond.
Par amont , on comprend amont par rapport au sens d'écoulement de l'air, lorsque la plateforme prend appui sur un disque de soufflante.
La plateforme peut prendre la forme d'un caisson formé par l'assemblage de la paroi de veine et de la paroi de fond. La paroi de veine permet de délimiter la veine d'écoulement de l'air entrant dans la soufflante. La paroi de fond permet de maintenir en position la paroi de veine, et également de limiter ses déformations sous l'effet des forces centrifuges. La paroi de fond comporte également une surface principale pouvant prendre appui sur un disque de soufflante.
Les surfaces de rétention axiale et radiale, disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme, permettent de retenir et de maintenir
3 en position la plateforme par rapport au disque sur lequel elle prend appui, lorsque le disque est en mouvement.
La surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme est décalée radialement par rapport à une surface principale de la paroi de fond. Par décalée radialement , on comprend décalée dans la direction d'appui de la paroi de fond sur le disque. La surface de rétention radiale et la surface principale de la paroi de fond peuvent être sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre. Ce décalage de la surface de rétention radiale permet de modifier la forme de l'extrémité axiale amont de la paroi de veine, et donc de la plateforme, par rapport aux plateformes connues. Par exemple, la plateforme peut prendre la forme d'un caisson plongeant, c'est-à-dire dont l'extrémité
axiale amont est décalée radialement par rapport à la surface principale de la paroi de fond. Cette modification de la forme de la plateforme permet ainsi de modifier la veine d'écoulement d'air lorsque la plateforme est disposée dans une soufflante, est donc de diminuer le rapport de moyeu afin d'améliorer les performances de la soufflante, et donc de la turbomachine dans laquelle est montée la soufflante.
Dans certains modes de réalisation, la paroi de fond comporte une surface inclinée par rapport à la surface principale de la paroi de fond, reliant de manière continue la surface principale de la paroi de fond et la surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme.
La surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme étant décalée radialement par rapport à la surface principale de la paroi de fond, la surface inclinée correspond à la zone de la paroi de fond permettant de compenser le décalage entre la surface de rétention radiale et la surface principale de la paroi de fond. On comprend par conséquent que la surface inclinée prend appui sur le disque. La surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme, la surface inclinée et la surface principale de la paroi de fond, peuvent être d'un seul tenant constituant la paroi de fond.
La présence de cette surface inclinée permet de modifier la forme de la plateforme et de l'optimiser afin de diminuer le rapport de moyeu, en améliorant ainsi les performances de la soufflante et de la turbomachine.
La surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme est décalée radialement par rapport à une surface principale de la paroi de fond. Par décalée radialement , on comprend décalée dans la direction d'appui de la paroi de fond sur le disque. La surface de rétention radiale et la surface principale de la paroi de fond peuvent être sensiblement parallèles l'une par rapport à l'autre. Ce décalage de la surface de rétention radiale permet de modifier la forme de l'extrémité axiale amont de la paroi de veine, et donc de la plateforme, par rapport aux plateformes connues. Par exemple, la plateforme peut prendre la forme d'un caisson plongeant, c'est-à-dire dont l'extrémité
axiale amont est décalée radialement par rapport à la surface principale de la paroi de fond. Cette modification de la forme de la plateforme permet ainsi de modifier la veine d'écoulement d'air lorsque la plateforme est disposée dans une soufflante, est donc de diminuer le rapport de moyeu afin d'améliorer les performances de la soufflante, et donc de la turbomachine dans laquelle est montée la soufflante.
Dans certains modes de réalisation, la paroi de fond comporte une surface inclinée par rapport à la surface principale de la paroi de fond, reliant de manière continue la surface principale de la paroi de fond et la surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme.
La surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme étant décalée radialement par rapport à la surface principale de la paroi de fond, la surface inclinée correspond à la zone de la paroi de fond permettant de compenser le décalage entre la surface de rétention radiale et la surface principale de la paroi de fond. On comprend par conséquent que la surface inclinée prend appui sur le disque. La surface de rétention radiale disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme, la surface inclinée et la surface principale de la paroi de fond, peuvent être d'un seul tenant constituant la paroi de fond.
La présence de cette surface inclinée permet de modifier la forme de la plateforme et de l'optimiser afin de diminuer le rapport de moyeu, en améliorant ainsi les performances de la soufflante et de la turbomachine.
4 Dans certains modes de réalisation, la surface inclinée est une portion de paroi rectiligne.
Par conséquent, la portion de paroi rectiligne relie de manière linéaire la surface de rétention radiale avec la surface principale de la paroi de fond, modifiant ainsi la forme de l'extrémité axiale amont de la plateforme afin de diminuer le rapport de moyeu. Cette portion de paroi rectiligne présente l'avantage d'avoir une forme simple et facile à réaliser, par usinage par exemple.
Dans certains modes de réalisation, la surface inclinée est une portion de paroi curviligne.
Par conséquent, la portion de paroi curviligne relie de manière progressive la surface de rétention radiale avec la surface principale de la paroi de fond, modifiant ainsi la forme de l'extrémité axiale amont de la plateforme afin de diminuer le rapport de moyeu. Cette portion de paroi curviligne présente l'avantage d'adoucir le changement de pente depuis la surface principale de la paroi de fond, en évitant la présence d'une cassure au niveau de la jonction entre la surface inclinée et la surface principale, contrairement à la portion de paroi rectiligne, et ainsi de réduire les contraintes au niveau de cette jonction.
Dans certains modes de réalisation, la surface inclinée et la paroi de veine sont sensiblement parallèles.
Par conséquent, l'extrémité axiale amont de la plateforme présente une forme plongeante, la surface inclinée et la partie de veine étant inclinées radialement de la même façon dans la direction d'appui de la plateforme sur le disque. Cette forme de l'extrémité axiale amont de la plateforme permet de diminuer le rapport de moyeu.
Le présent exposé concerne également un disque apte à supporter des plateformes et des aubes d'une soufflante, et comportant :
- une surface externe présentant une succession de rainures pour recevoir les aubes de soufflante et de dents intercalées entre les rainures pour supporter les plateformes de soufflante, - une face amont du disque, et - une pluralité de saillies axiales disposées radialement autour de l'axe du disque sur la face amont du disque, et aptes à être fixées à une bride de rétention de plateforme de soufflante, caractérisé en ce que les saillies
Par conséquent, la portion de paroi rectiligne relie de manière linéaire la surface de rétention radiale avec la surface principale de la paroi de fond, modifiant ainsi la forme de l'extrémité axiale amont de la plateforme afin de diminuer le rapport de moyeu. Cette portion de paroi rectiligne présente l'avantage d'avoir une forme simple et facile à réaliser, par usinage par exemple.
Dans certains modes de réalisation, la surface inclinée est une portion de paroi curviligne.
Par conséquent, la portion de paroi curviligne relie de manière progressive la surface de rétention radiale avec la surface principale de la paroi de fond, modifiant ainsi la forme de l'extrémité axiale amont de la plateforme afin de diminuer le rapport de moyeu. Cette portion de paroi curviligne présente l'avantage d'adoucir le changement de pente depuis la surface principale de la paroi de fond, en évitant la présence d'une cassure au niveau de la jonction entre la surface inclinée et la surface principale, contrairement à la portion de paroi rectiligne, et ainsi de réduire les contraintes au niveau de cette jonction.
Dans certains modes de réalisation, la surface inclinée et la paroi de veine sont sensiblement parallèles.
Par conséquent, l'extrémité axiale amont de la plateforme présente une forme plongeante, la surface inclinée et la partie de veine étant inclinées radialement de la même façon dans la direction d'appui de la plateforme sur le disque. Cette forme de l'extrémité axiale amont de la plateforme permet de diminuer le rapport de moyeu.
Le présent exposé concerne également un disque apte à supporter des plateformes et des aubes d'une soufflante, et comportant :
- une surface externe présentant une succession de rainures pour recevoir les aubes de soufflante et de dents intercalées entre les rainures pour supporter les plateformes de soufflante, - une face amont du disque, et - une pluralité de saillies axiales disposées radialement autour de l'axe du disque sur la face amont du disque, et aptes à être fixées à une bride de rétention de plateforme de soufflante, caractérisé en ce que les saillies
5 sont décalées radialement vers l'intérieur du disque par rapport aux dents du disque.
Par face amont , on comprend amont par rapport au sens d'écoulement de l'air, lorsque le disque est disposé dans une soufflante.
5 Par saillies axiales , on comprend axiales suivant le sens d'écoulement de l'air, lorsque le disque est disposé dans une soufflante.
Par décalées radialement , on comprend décalées vers l'intérieur du disque, c'est-à-dire vers l'axe de rotation du disque.
Le disque peut comporter autant de saillies axiales que de dents.
Les saillies axiales peuvent comporter chacune un orifice permettant aux saillies axiales d'être fixées à une bride de rétention de plateforme de soufflante, à l'aide d'une vis ou d'un boulon, par exemple.
Les saillies axiales étant décalées radialement vers l'intérieur du disque par rapport aux dents du disque, lorsque les saillies sont fixées sur une bride de rétention de plateforme, la zone de fixation se trouvant sur les saillies est ainsi décalée radialement par rapport aux dents du disque.
Cela présente l'avantage de limiter les contraintes au niveau de la dent du disque, lorsqu'un élément externe, par exemple une bride de rétention de plateforme, est fixé sur le disque.
Par ailleurs, cette zone de fixation étant décalée radialement par rapport aux dents du disque, cela présente l'avantage de libérer de l'espace au niveau de l'extrémité axiale amont de la dent du disque, permettant par exemple d'usiner la dent du disque.
Dans certains modes de réalisation, les saillies axiales sont des plots usinés sur la face amont du disque.
Elles peuvent avoir une forme cubique, et comporter chacune un orifice de fixation usiné axialement sur une face amont des saillies. Les orifices de fixation peuvent permettre de fixer un élément extérieur au disque, par exemple une bride de rétention ou une virole, à l'aide d'une vis ou d'un boulon, par exemple. Les saillies axiales peuvent également comporter un orifice d'insertion usiné radialement sur une face externe des saillies. Les orifices d'insertion peuvent permettre d'insérer des éléments de fixation, par lesquelles un élément extérieur peut être fixé au disque.
Dans certains modes de réalisation, une extrémité axiale amont des dents du disque présente une surface biseautée.
Par face amont , on comprend amont par rapport au sens d'écoulement de l'air, lorsque le disque est disposé dans une soufflante.
5 Par saillies axiales , on comprend axiales suivant le sens d'écoulement de l'air, lorsque le disque est disposé dans une soufflante.
Par décalées radialement , on comprend décalées vers l'intérieur du disque, c'est-à-dire vers l'axe de rotation du disque.
Le disque peut comporter autant de saillies axiales que de dents.
Les saillies axiales peuvent comporter chacune un orifice permettant aux saillies axiales d'être fixées à une bride de rétention de plateforme de soufflante, à l'aide d'une vis ou d'un boulon, par exemple.
Les saillies axiales étant décalées radialement vers l'intérieur du disque par rapport aux dents du disque, lorsque les saillies sont fixées sur une bride de rétention de plateforme, la zone de fixation se trouvant sur les saillies est ainsi décalée radialement par rapport aux dents du disque.
Cela présente l'avantage de limiter les contraintes au niveau de la dent du disque, lorsqu'un élément externe, par exemple une bride de rétention de plateforme, est fixé sur le disque.
Par ailleurs, cette zone de fixation étant décalée radialement par rapport aux dents du disque, cela présente l'avantage de libérer de l'espace au niveau de l'extrémité axiale amont de la dent du disque, permettant par exemple d'usiner la dent du disque.
Dans certains modes de réalisation, les saillies axiales sont des plots usinés sur la face amont du disque.
Elles peuvent avoir une forme cubique, et comporter chacune un orifice de fixation usiné axialement sur une face amont des saillies. Les orifices de fixation peuvent permettre de fixer un élément extérieur au disque, par exemple une bride de rétention ou une virole, à l'aide d'une vis ou d'un boulon, par exemple. Les saillies axiales peuvent également comporter un orifice d'insertion usiné radialement sur une face externe des saillies. Les orifices d'insertion peuvent permettre d'insérer des éléments de fixation, par lesquelles un élément extérieur peut être fixé au disque.
Dans certains modes de réalisation, une extrémité axiale amont des dents du disque présente une surface biseautée.
6 La surface biseautée peut se présenter sous la forme d'une surface inclinée, par rapport à une surface principale de la dent du disque, vers l'intérieur du disque. La surface biseautée peut être réalisée par usinage de l'extrémité axiale amont de la dent du disque, par exemple. Cet usinage est possible grâce à l'espace libéré par le décalage radial des saillies axiales sur la face amont du disque. La présence de cette surface biseautée présente l'avantage de pouvoir adapter la forme de la dent du disque à la forme d'une plateforme venant prendre appui sur la dent, et ainsi de diminuer le rapport de moyeu pour améliorer les performances de la soufflante.
Le présent exposé concerne également un ensemble comprenant un disque et au moins une plateforme, et comprenant en outre au moins une bride de rétention amont pour assurer la rétention axiale et radiale de l'extrémité axiale amont de la plateforme, dans lequel la bride de rétention amont est fixée sur une saillie de la face amont du disque.
Lorsque la bride de rétention est fixée sur le disque, l'interface entre la bride et le disque, correspondant à la zone de fixation de la bride sur une saillie axiale du disque, est décalée radialement vers l'intérieur du disque, par rapport à la dent du disque, par rapport aux systèmes connus dans lesquels cette interface se situe au niveau de la dent du disque. Ce décalage permet de limiter les contraintes au niveau de l'extrémité axiale amont des dents et des rainures du disque. De plus, le décalage de cette interface permet de libérer de l'espace au niveau de l'extrémité axiale amont de la dent du disque, offrant plus de possibilité d'usinage de la dent et donc de modification de la forme de la plateforme et ainsi, de diminution du rapport de moyeu.
Dans certains modes de réalisation, lorsque la plateforme prend appui sur une dent du disque, la surface inclinée de la paroi de fond est en contact avec la surface biseautée de la dent du disque et, la surface inclinée et la surface biseautée sont parallèles.
L'interface entre la bride de rétention et le disque étant décalée vers l'intérieur du disque, la dent du disque peut être plus librement usinée. Ainsi, l'extrémité axiale amont de la dent peut présenter un biseautage permettant de s'adapter à la forme de la plateforme, la surface biseautée étant parallèle à la surface inclinée de la plateforme. Cela présente l'avantage de créer un ensemble compact, dans lequel la
Le présent exposé concerne également un ensemble comprenant un disque et au moins une plateforme, et comprenant en outre au moins une bride de rétention amont pour assurer la rétention axiale et radiale de l'extrémité axiale amont de la plateforme, dans lequel la bride de rétention amont est fixée sur une saillie de la face amont du disque.
Lorsque la bride de rétention est fixée sur le disque, l'interface entre la bride et le disque, correspondant à la zone de fixation de la bride sur une saillie axiale du disque, est décalée radialement vers l'intérieur du disque, par rapport à la dent du disque, par rapport aux systèmes connus dans lesquels cette interface se situe au niveau de la dent du disque. Ce décalage permet de limiter les contraintes au niveau de l'extrémité axiale amont des dents et des rainures du disque. De plus, le décalage de cette interface permet de libérer de l'espace au niveau de l'extrémité axiale amont de la dent du disque, offrant plus de possibilité d'usinage de la dent et donc de modification de la forme de la plateforme et ainsi, de diminution du rapport de moyeu.
Dans certains modes de réalisation, lorsque la plateforme prend appui sur une dent du disque, la surface inclinée de la paroi de fond est en contact avec la surface biseautée de la dent du disque et, la surface inclinée et la surface biseautée sont parallèles.
L'interface entre la bride de rétention et le disque étant décalée vers l'intérieur du disque, la dent du disque peut être plus librement usinée. Ainsi, l'extrémité axiale amont de la dent peut présenter un biseautage permettant de s'adapter à la forme de la plateforme, la surface biseautée étant parallèle à la surface inclinée de la plateforme. Cela présente l'avantage de créer un ensemble compact, dans lequel la
7 plateforme est retenue contre la dent du disque par la bride de rétention fixée au niveau d'une saillie du disque.
Dans certains modes de réalisation, la bride de rétention amont est une virole.
Le présent exposé concerne également une soufflante de turbomachine comprenant un ensemble selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé, et une pluralité d'aubes montées dans les rainures du disque.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une turbomachine selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique selon la direction II de la soufflante de la figure 1, - les figures 3A et 3B sont des vues en coupe longitudinale d'une plateforme selon l'invention, - La figure 4 est une vue en perspective d'un disque selon l'invention, - La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble comprenant une bride de rétention, une plateforme et un disque selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION
Dans le présent exposé, le terme longitudinal et ses dérivés sont définis par rapport à la direction principale de la plateforme considérée ; les termes radial , intérieur , extérieur et leurs dérivés sont quant à eux définis par rapport à l'axe principal de la turbomachine ; enfin, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens d'écoulement du fluide traversant la turbomachine. Aussi, sauf indication contraire, les mêmes signes de référence sur différentes figures désignent les mêmes caractéristiques.
La figure 1 montre une vue schématique en coupe longitudinale d'un turboréacteur à double flux 1 centré sur l'axe A selon l'invention. Il comporte, d'amont en aval : une soufflante 2, un compresseur basse
Dans certains modes de réalisation, la bride de rétention amont est une virole.
Le présent exposé concerne également une soufflante de turbomachine comprenant un ensemble selon l'un quelconque des modes de réalisation décrits dans le présent exposé, et une pluralité d'aubes montées dans les rainures du disque.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée faite ci-après de différents modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. Cette description fait référence aux pages de figures annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 est une vue schématique en coupe d'une turbomachine selon l'invention, - la figure 2 est une vue schématique selon la direction II de la soufflante de la figure 1, - les figures 3A et 3B sont des vues en coupe longitudinale d'une plateforme selon l'invention, - La figure 4 est une vue en perspective d'un disque selon l'invention, - La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un ensemble comprenant une bride de rétention, une plateforme et un disque selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION
Dans le présent exposé, le terme longitudinal et ses dérivés sont définis par rapport à la direction principale de la plateforme considérée ; les termes radial , intérieur , extérieur et leurs dérivés sont quant à eux définis par rapport à l'axe principal de la turbomachine ; enfin, les termes amont et aval sont définis par rapport au sens d'écoulement du fluide traversant la turbomachine. Aussi, sauf indication contraire, les mêmes signes de référence sur différentes figures désignent les mêmes caractéristiques.
La figure 1 montre une vue schématique en coupe longitudinale d'un turboréacteur à double flux 1 centré sur l'axe A selon l'invention. Il comporte, d'amont en aval : une soufflante 2, un compresseur basse
8 pression 3, un compresseur haute pression 4, une chambre de combustion 5, une turbine haute pression 6, et une turbine basse pression 7.
La figure 2 montre une vue schématique de la soufflante 2 de la figure 1 selon la direction II. La soufflante 2, comprend un disque de soufflante 40 dans lequel une pluralité de rainures 42 sont pratiquées au niveau de sa périphérie extérieure. Ces rainures 42 sont rectilignes et s'étendent axialement d'amont en aval tout le long du disque 40. Elles sont en outre régulièrement réparties tout autour de l'axe A du disque 40.
De cette manière, chaque rainure 42 définit avec sa voisine une dent 44 qui s'étend également axialement d'amont en aval tout le long du disque 40. De façon équivalente, une rainure 42 est délimitée entre deux dents 44 voisines.
La soufflante 2 comprend en outre une pluralité d'aubes 20 de profil curviligne (seules quatre aubes 20 ont été représentées sur la figure 2). Chaque aube 20 possède un pied 20a qui est monté dans une rainure 42 respective du disque de soufflante 40. A cette fin, le pied 20a d'une aube 20 peut posséder une forme en sapin ou en queue d'aronde adaptée à la géométrie des rainures 42.
Enfin, la soufflante 2 comprend une pluralité de plateformes 30 rapportées, chaque plateforme 30 étant montée dans l'intervalle entre deux aubes de soufflante 20 voisines, au voisinage des pieds 20a de celles-ci, afin de délimiter, du côté intérieur, une veine annulaire d'entrée d'air dans la soufflante 2, la veine étant délimitée du côté extérieur par un carter de soufflante.
Les figures 1 et 2 montrent également un rayon interne RI et un rayon externe RE. Le rayon interne RI correspond au rayon pris entre l'axe de rotation A et le point du bord d'attaque d'une aube 20 affleurant en surface d'une plateforme 30. Le rayon externe RE correspond quant à
lui au rayon pris entre l'axe de rotation A et le point du bord d'attaque d'une aube 20 le plus externe. Ces deux rayons RI, RE sont ceux utilisés dans le calcul du rapport de moyeu RI/RE que l'assemblage selon l'invention se propose de diminuer (en réduisant notamment le rayon interne RI). En d'autres termes, la diminution du rapport de moyeu, en agissant notamment sur le rayon interne RI, revient à rapprocher la veine aérodynamique d'entrée d'air au plus près du disque de soufflante.
La figure 2 montre une vue schématique de la soufflante 2 de la figure 1 selon la direction II. La soufflante 2, comprend un disque de soufflante 40 dans lequel une pluralité de rainures 42 sont pratiquées au niveau de sa périphérie extérieure. Ces rainures 42 sont rectilignes et s'étendent axialement d'amont en aval tout le long du disque 40. Elles sont en outre régulièrement réparties tout autour de l'axe A du disque 40.
De cette manière, chaque rainure 42 définit avec sa voisine une dent 44 qui s'étend également axialement d'amont en aval tout le long du disque 40. De façon équivalente, une rainure 42 est délimitée entre deux dents 44 voisines.
La soufflante 2 comprend en outre une pluralité d'aubes 20 de profil curviligne (seules quatre aubes 20 ont été représentées sur la figure 2). Chaque aube 20 possède un pied 20a qui est monté dans une rainure 42 respective du disque de soufflante 40. A cette fin, le pied 20a d'une aube 20 peut posséder une forme en sapin ou en queue d'aronde adaptée à la géométrie des rainures 42.
Enfin, la soufflante 2 comprend une pluralité de plateformes 30 rapportées, chaque plateforme 30 étant montée dans l'intervalle entre deux aubes de soufflante 20 voisines, au voisinage des pieds 20a de celles-ci, afin de délimiter, du côté intérieur, une veine annulaire d'entrée d'air dans la soufflante 2, la veine étant délimitée du côté extérieur par un carter de soufflante.
Les figures 1 et 2 montrent également un rayon interne RI et un rayon externe RE. Le rayon interne RI correspond au rayon pris entre l'axe de rotation A et le point du bord d'attaque d'une aube 20 affleurant en surface d'une plateforme 30. Le rayon externe RE correspond quant à
lui au rayon pris entre l'axe de rotation A et le point du bord d'attaque d'une aube 20 le plus externe. Ces deux rayons RI, RE sont ceux utilisés dans le calcul du rapport de moyeu RI/RE que l'assemblage selon l'invention se propose de diminuer (en réduisant notamment le rayon interne RI). En d'autres termes, la diminution du rapport de moyeu, en agissant notamment sur le rayon interne RI, revient à rapprocher la veine aérodynamique d'entrée d'air au plus près du disque de soufflante.
9 Les figures 3A et 3B montrent des vues en coupe longitudinale de la plateforme 30. La plateforme 30, objet de la présente invention, comprend une paroi de veine 34, une paroi de fond 36, et des surfaces de rétention radiale et axiale 38 et 39 disposées aux deux extrémités axiales de la plateforme 30. L'ensemble formé par la paroi de veine 34 et la paroi de 36, forme un caisson 32, constituant la plateforme 30. La paroi de fond est constituée d'une surface principale 36a et une surface inclinée 36b. La surface inclinée 36b relie de manière continue la surface principale 36a et la surface de rétention 38, de sorte que la surface de rétention 38, située à l'extrémité axiale amont de la plateforme, est décalée radialement par rapport à la surface principale 36a. Dans l'exemple de la figure 3A, la surface inclinée 36b est une portion de paroi rectiligne. Dans l'exemple de la figure 3B, la surface inclinée 36b est une portion de paroi curviligne.
La figure 4 montre une vue en perspective d'un disque de soufflante comportant une surface externe 40a et une face amont 40b. La surface externe 40a présente une succession de rainures 42 dans lesquelles peuvent se loger un pied 20a d'aube 20 de soufflante, et de dents 44 intercalées entre les rainures 42, pouvant supporter les plateformes 30 de soufflante. Chaque dent 44 peut comporter une surface principale de dent 44a, et une surface biseautée 44b. La surface biseautée 44b est réalisée, par exemple par usinage de l'extrémité axiale amont de la dent 44, de telle sorte que la forme de la surface biseautée 44b soit identique à la forme de la surface inclinée 36b de la plateforme 30. Par conséquent, lorsqu'une plateforme 30 prend appui sur une dent 44, la surface principale 36a de la plateforme est en contact avec la surface principale de la dent 44a, et la surface inclinée 36b de la plateforme est en contact avec la surface biseautée 44b de la dent, comme illustré sur la figure 5.
Par ailleurs, le disque 40 comporte, sur sa face amont 40b, une pluralité de saillies axiales 46, pouvant avoir une forme cubique et être disposées de manière circonférentielle, à intervalles réguliers, autour de l'axe A. Le nombre de saillies axiales 46 peut être égal au nombre de dents 44, chaque saillie 46 étant alignée radialement avec la dent 44 correspondante. De plus, chaque saillie axiale 46 est décalée radialement vers l'intérieur du disque, c'est-à-dire vers l'axe A, par rapport à la dent correspondante. Par exemple, une distance entre l'axe A et une face externe 46a d'une saillie 46 peut-être plus petite que la distance entre l'axe A et une rainure 42.
Chaque saillie axiale 46 peut comporter un orifice de fixation 460b sur sa face amont 46b, permettant d'insérer un moyen de fixation 5 49, par exemple une vis ou un boulon. Chaque saillie axiale 46 peut également comporter un orifice d'insertion 460a sur sa face externe 46a, permettant d'insérer un élément de fixation 47, par exemple un insert, comportant un trou taraudé. La fixation d'une bride de rétention amont 50, par exemple une virole, peut ainsi s'effectuer au niveau d'une saillie
La figure 4 montre une vue en perspective d'un disque de soufflante comportant une surface externe 40a et une face amont 40b. La surface externe 40a présente une succession de rainures 42 dans lesquelles peuvent se loger un pied 20a d'aube 20 de soufflante, et de dents 44 intercalées entre les rainures 42, pouvant supporter les plateformes 30 de soufflante. Chaque dent 44 peut comporter une surface principale de dent 44a, et une surface biseautée 44b. La surface biseautée 44b est réalisée, par exemple par usinage de l'extrémité axiale amont de la dent 44, de telle sorte que la forme de la surface biseautée 44b soit identique à la forme de la surface inclinée 36b de la plateforme 30. Par conséquent, lorsqu'une plateforme 30 prend appui sur une dent 44, la surface principale 36a de la plateforme est en contact avec la surface principale de la dent 44a, et la surface inclinée 36b de la plateforme est en contact avec la surface biseautée 44b de la dent, comme illustré sur la figure 5.
Par ailleurs, le disque 40 comporte, sur sa face amont 40b, une pluralité de saillies axiales 46, pouvant avoir une forme cubique et être disposées de manière circonférentielle, à intervalles réguliers, autour de l'axe A. Le nombre de saillies axiales 46 peut être égal au nombre de dents 44, chaque saillie 46 étant alignée radialement avec la dent 44 correspondante. De plus, chaque saillie axiale 46 est décalée radialement vers l'intérieur du disque, c'est-à-dire vers l'axe A, par rapport à la dent correspondante. Par exemple, une distance entre l'axe A et une face externe 46a d'une saillie 46 peut-être plus petite que la distance entre l'axe A et une rainure 42.
Chaque saillie axiale 46 peut comporter un orifice de fixation 460b sur sa face amont 46b, permettant d'insérer un moyen de fixation 5 49, par exemple une vis ou un boulon. Chaque saillie axiale 46 peut également comporter un orifice d'insertion 460a sur sa face externe 46a, permettant d'insérer un élément de fixation 47, par exemple un insert, comportant un trou taraudé. La fixation d'une bride de rétention amont 50, par exemple une virole, peut ainsi s'effectuer au niveau d'une saillie
10 axiale 46, en insérant par exemple le moyen de fixation 49 à travers un orifice de bride 52 et l'orifice de fixation 460b de la saillie, l'élément de fixation 49 étant alors fixé, par exemple vissé, à l'élément de fixation 47 inséré par l'orifice d'insertion 460a de la saillie. La bride de rétention 50 étant fixée au disque 40, une surface supérieure 54 de la bride 50 permet alors d'assurer la rétention radiale de la plateforme 30.
La zone de fixation entre le disque 40 et la bride de rétention 50 étant située au niveau des saillies axiales 46, cela permet de limiter les contraintes exercées lors du fonctionnement de la soufflante au niveau de surfaces sensibles telles que l'extrémité axiale amont des dents 44 et des rainures 42 du disque. Par ailleurs, cette interface entre le disque 40 et la bride de rétention 50 étant décalée radialement par rapport aux dents du disque, en comparaison des structures connues, cela permet de libérer de l'espace au niveau de l'extrémité axiale amont des dents du disque. Il est par conséquent possible de modifier plus librement l'extrémité axiale amont des dents 44, et donc l'extrémité axiale amont de la plateforme 30, et ainsi, de diminuer le rapport de moyeu afin d'optimiser les performances de la soufflante, et donc de la turbomachine dans laquelle est montée la soufflante. La figure 5 illustre par exemple une plateforme dont le caisson 32 possède une forme plongeante vers l'intérieur du 30 disque 40, grâce à la surface biseautée 44b du disque 40 et à la surface inclinée 36b de la plateforme 30.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à
des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des
La zone de fixation entre le disque 40 et la bride de rétention 50 étant située au niveau des saillies axiales 46, cela permet de limiter les contraintes exercées lors du fonctionnement de la soufflante au niveau de surfaces sensibles telles que l'extrémité axiale amont des dents 44 et des rainures 42 du disque. Par ailleurs, cette interface entre le disque 40 et la bride de rétention 50 étant décalée radialement par rapport aux dents du disque, en comparaison des structures connues, cela permet de libérer de l'espace au niveau de l'extrémité axiale amont des dents du disque. Il est par conséquent possible de modifier plus librement l'extrémité axiale amont des dents 44, et donc l'extrémité axiale amont de la plateforme 30, et ainsi, de diminuer le rapport de moyeu afin d'optimiser les performances de la soufflante, et donc de la turbomachine dans laquelle est montée la soufflante. La figure 5 illustre par exemple une plateforme dont le caisson 32 possède une forme plongeante vers l'intérieur du 30 disque 40, grâce à la surface biseautée 44b du disque 40 et à la surface inclinée 36b de la plateforme 30.
Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à
des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que des modifications et des changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, des caractéristiques individuelles des
11 différents modes de réalisation illustrés/mentionnés peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif.
Claims (10)
1. Plateforme (30) apte à être intercalée entre deux aubes (20) adjacentes d'une soufflante (2), et comportant :
- une paroi de veine (34) pour définir une veine d'écoulement d'air de soufflante (2), - une paroi de fond (36) avec une surface principale (36a) pour prendre appui sur un disque (40) de soufflante ;
la plateforme (30) comportant des surfaces de rétention axiale et radiale disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme (30), la surface de rétention radiale (38) disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme (30) étant décalée radialement, dans la direction d'appui de la paroi de fond (36) sur le disque (40), par rapport à la surface principale (36a) de la paroi de fond (36), caractérisé en ce que la paroi de fond (36) comporte une surface inclinée (36b) par rapport à la surface principale (36a) de la paroi de fond (36), reliant de manière continue la surface principale (36a) de la paroi de fond (36) et la surface de rétention radiale (38) disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme (30).
- une paroi de veine (34) pour définir une veine d'écoulement d'air de soufflante (2), - une paroi de fond (36) avec une surface principale (36a) pour prendre appui sur un disque (40) de soufflante ;
la plateforme (30) comportant des surfaces de rétention axiale et radiale disposées sur deux extrémités axiales de la plateforme (30), la surface de rétention radiale (38) disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme (30) étant décalée radialement, dans la direction d'appui de la paroi de fond (36) sur le disque (40), par rapport à la surface principale (36a) de la paroi de fond (36), caractérisé en ce que la paroi de fond (36) comporte une surface inclinée (36b) par rapport à la surface principale (36a) de la paroi de fond (36), reliant de manière continue la surface principale (36a) de la paroi de fond (36) et la surface de rétention radiale (38) disposée sur l'extrémité axiale amont de la plateforme (30).
2. Plateforme (30) selon la revendication 1 dans laquelle la surface inclinée (36b) est une portion de paroi rectiligne.
3. Plateforme (30) selon la revendication 1 dans laquelle la surface inclinée (36b) est une portion de paroi curviligne.
4. Plateforme (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à
3 dans laquelle la surface inclinée (36b) et la paroi de veine (34) sont sensiblement parallèles.
3 dans laquelle la surface inclinée (36b) et la paroi de veine (34) sont sensiblement parallèles.
5. Disque (40) apte à supporter des plateformes (30) et des aubes (20) d'une soufflante (2), et comportant :
- une surface externe (40a) présentant une succession de rainures (42) pour recevoir les aubes (20) de soufflante et de dents (44) intercalées entre les rainures (42) pour supporter les plateformes (30) de soufflante - une face amont (40b) du disque, et - une pluralité de saillies axiales (46) disposées radialement autour de l'axe A du disque sur la face amont (40b) du disque (40), et aptes à être fixées à une bride de rétention (50) de plateforme de soufflante, les saillies (46) étant décalées radialement vers l'intérieur du disque (40) par rapport aux dents (44) du disque (40), caractérisé en ce qu'une extrémité axiale amont des dents (44) du disque présente une surface biseautée (44b).
- une surface externe (40a) présentant une succession de rainures (42) pour recevoir les aubes (20) de soufflante et de dents (44) intercalées entre les rainures (42) pour supporter les plateformes (30) de soufflante - une face amont (40b) du disque, et - une pluralité de saillies axiales (46) disposées radialement autour de l'axe A du disque sur la face amont (40b) du disque (40), et aptes à être fixées à une bride de rétention (50) de plateforme de soufflante, les saillies (46) étant décalées radialement vers l'intérieur du disque (40) par rapport aux dents (44) du disque (40), caractérisé en ce qu'une extrémité axiale amont des dents (44) du disque présente une surface biseautée (44b).
6. Disque (40) selon la revendication 5, dans lequel les saillies axiales (46) sont des plots usinés sur la face amont (40b) du disque.
7. Ensemble comprenant au moins une plateforme (30) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, et un disque (40) selon la revendication 5 ou 6, et comprenant en outre au moins une bride de rétention amont (50) pour assurer la rétention axiale et radiale de l'extrémité axiale amont de la plateforme (30), dans lequel la bride de rétention amont (50) est fixée sur une saillie axiale (46) de la face amont (40b) du disque (40).
8. Ensemble selon la revendication 7, dans lequel, lorsque la plateforme (30) prend appui sur une dent (44) du disque (40), la surface inclinée (36b) de la paroi de fond (36) est en contact avec la surface biseautée (44b) de la dent (44) du disque et, la surface inclinée (36b) et la surface biseautée (44b) sont parallèles.
9. Ensemble selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la bride de rétention amont (50) est une virole.
10. Soufflante (2) de turbomachine comprenant un ensemble selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, et une pluralité d'aubes (20) montées dans les rainures (42) du disque (40).
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