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WO 2013/124570
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JOINT LINÉAIRE DE PLATEFORME INTER-AUBES, PLATEFORME INTER-AUBES, ROTOR ET
TURBORÉACTEUR ASSOCIÉS
DOMAINE DE L'INVENTION
L'invention concerne un joint linéaire de plateforme inter-aubes.
Un tel joint linéaire est disposé entre une aube et une plateforme inter-
aubes distincte de l'aube, et vise à limiter la circulation d'air entre l'aube
et
la plateforme inter-aubes. Un tel joint est notamment utilisé, mais pas
uniquement, dans les soufflantes (ou fan en anglais) de turboréacteur,
entre les aubes de soufflante et les plateformes inter-aubes.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE
On connait un joint linéaire de plateforme inter-aubes
présentant une longueur, comprenant une base linéaire destinée à être
fixée à la plateforme inter-aubes, et une lèvre linéaire s'étendant depuis la
base linéaire, ladite lèvre linéaire présentant une portion d'extrémité
distale linéaire configurée pour contacter une paroi du côté d'un intrados
ou une paroi du côté d'un extrados d'une aube, une gorge linéaire étant
formée entre la base linéaire et la lèvre linéaire sur au moins une partie de
la longueur dudit joint. Ce type de joint s'étend le long de l'intrados ou de
l'extrados d'une aube, y compris le bord d'attaque et/ou le bord de fuite.
La lèvre de ce type de joint connu ne permet pas d'épouser
correctement l'aube dans les zones de discontinuité brutale ou à faible
rayon de courbure, comme par exemple au voisinage du bord d'attaque
ou du bord de fuite de l'aube. Il en résulte que de l'air s'écoule entre
l'aube et la plateforme inter-aubes dans ces zones. L'étanchéité de la
veine d'air (ou de gaz) est donc imparfaite, ce qui détériore les
performances du turboréacteur.
PRESENTATION DE L'INVENTION
Le but de la présente invention est de remédier au moins
substantiellement à l'inconvénient mentionné ci-avant.
L'invention atteint son but en proposant un joint linéaire du
type précité dans lequel la portion d'extrémité distale linéaire présente au
moins une rainure linéaire s'étendant sur au moins une partie de la
longueur dudit joint.
Par la suite, les termes joint , base , lèvre , gorge ,
rainure et portion d'extrémité distale peuvent être utilisés à la
place de joint linéaire , base linéaire , lèvre linéaire , gorge
linéaire , rainure linéaire et portion d'extrémité distale linéaire
tout en désignant la même entité. De même le terme plateforme peut
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être utilisé à la place de plateforme inter-aube tout en désignant la
même entité.
On comprend que le joint linéaire s'étend selon une direction
préférentielle, la direction longitudinale. Cette direction longitudinale
n'est
pas nécessairement rectiligne, et est préférentiellement configurée pour
suivre les contours de l'aube, notamment au voisinage des discontinuités
de l'aube. En d'autres termes on peut considérer que la direction de la
longueur suit la fibre neutre du joint. La longueur du joint est donc définie
et mesurée parallèlement à cette direction longitudinale. De même, la
lèvre linéaire, la base linéaire et la gorge linéaire s'étendent selon cette
direction longitudinale. La longueur de la lèvre, la longueur de la base et
la longueur de la gorge sont définies et mesurée également parallèlement
à cette direction longitudinale. On comprend que la lèvre s'étend en
largeur dans une direction transverse à la direction longitudinale depuis la
base. La gorge est définie entre la base et la lèvre dans les portions de
joint où la base et la lèvre forment un angle inférieur à 900 (quatre-vingts
dix degrés d'angle), l'angle étant mesuré dans une section transverse à la
direction longitudinale. La portion d'extrémité distale linéaire est une
portion qui s'étend en longueur selon la direction longitudinale, et en
largeur sur une distance d'environ 20% de la largeur de la lèvre. On
comprend donc que la portion d'extrémité distale linéaire est disposée à
l'opposé de la zone de jonction entre la lèvre et la base. Au moins une
rainure linéaire est ménagée dans la portion d'extrémité distale linéaire et
s'étend selon la direction longitudinale.
Grâce à la rainure linéaire la portion d'extrémité distale est
localement plus souple qu'une même portion d'extrémité distale ne
présentant pas une telle rainure. La rainure permet donc à la lèvre de
mieux épouser le contour d'une aube, notamment dans les zones de
discontinuité brutale ou à faible rayon de courbure de l'aube, par rapport
aux joints de l'état de la technique. Par ailleurs, le joint étant localement
plus souple grâce à cette rainure, il s'adapte à la forme de l'aube en
subissant moins de contraintes mécaniques et d'usures que les joints de
l'état de la technique, ce qui améliore la durée de vie du joint selon
l'invention par rapport aux joints de l'état de la technique.
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Préférentiellement, la au moins une rainure linéaire est formée
dans un segment de lèvre configuré pour contacter l'aube au voisinage
d'un bord d'attaque de l'aube et/ou au voisinage d'un bord de fuite de
l'aube.
On comprend qu'un segment de lèvre est une portion de la
lèvre considérée selon la direction longitudinale. Le bord d'attaque et le
bord de fuite d'une aube sont les régions qui présentent les discontinuités
les plus brutales. En disposant une rainure dans les segments de lèvre
configurés pour venir au contact de l'aube au voisinage du bord d'attaque
et du bord de fuite, on s'assure que le joint épousera au mieux la paroi de
l'aube, y compris au voisinage du bord d'attaque et du bord de fuite.
Avantageusement, la rainure linéaire s'étend sur toute la
longueur de la lèvre linéaire.
Dans cette configuration, on s'assure que la portion d'extrémité
distale présente une souplesse locale permettant à la lèvre de se
conformer à la surface de contact de l'aube sur toute sa longueur. On
s'assure ainsi une meilleure capacité du joint à réaliser un contact étanche
avec les parois de l'aube.
Avantageusement, le joint linéaire inter-aubes présente une
section transversale évolutive le long de la longueur du joint.
On comprend que la forme de la section transversale du joint
linéaire (i.e. une section perpendiculaire à la direction longitudinale du
joint) varie selon la direction longitudinale du joint. Grâce à une telle
section évolutive, le joint est adapté à épouser l'aube au mieux en
fonction de la forme de l'aube.
Selon un mode de réalisation la section transversale de la
plateforme est évolutive et/ou la section transversale de la lèvre est
évolutive.
Avantageusement, la base présente un épaulement configuré
pour coopérer avec un bord de plateforme inter-aube.
Le joint linéaire est généralement disposé le long d'un bord
d'une plateforme, ledit bord étant destiné à venir en vis-à-vis du côté de
de l'intrados ou de l'extrados de l'aube. Un tel épaulement permet de
positionner correctement le joint par rapport à la plateforme lors de
l'assemble du joint à la plateforme. Grâce à un tel épaulement, le joint
présente ainsi une portion de protection recouvrant ledit bord de la
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plateforme. Une telle portion de protection permet notamment d'amortir
les chocs éventuels entre l'aube et la plateforme (ou des parties en vis-à-
vis de deux plateformes adjacentes), si ces dernières entraient en contact.
Avantageusement le joint linéaire inter-aubes comprend au
moins un raidisseur de lèvre.
Un tel raidisseur permet de rigidifier globalement la lèvre sur un
segment de lèvre, la lèvre étant ainsi mieux plaquée contre la paroi de
l'aube. Ainsi, grâce au raidisseur, la lèvre est plaquée contre la paroi de
l'aube tandis que grâce à la rainure, l'extrémité distale de la lèvre épouse
parfaitement la forme de la paroi de l'aube et réalise un contact étanche.
L'invention concerne également une plateforme inter-aubes
comprenant un joint linéaire de plateforme inter-aubes selon l'invention.
L'invention concerne en outre un rotor comprenant un disque à
la périphérie duquel sont montées une pluralité d'aubes et une pluralité de
plateformes inter-aubes, une plateforme inter-aubes étant disposée entre
chaque paire d'aubes adjacentes, au moins une des plateformes inter-
aubes comprenant au moins un joint linéaire de plateforme inter-aubes
selon l'invention.
Avantageusement, la lèvre dudit joint linéaire est configurée
pour coopérer avec un pied d'aube sous un bord d'attaque de ladite aube,
au voisinage dudit bord d'attaque.
Une aube présente successivement, selon une direction de
hauteur, un pied et un profil aérodynamique, le pied étant la partie par
laquelle l'aube est fixée au disque. Le profil aérodynamique est la partie
de l'aube qui brasse l'air, ce profil comprenant un bord d'attaque, un bord
de fuite, un intrados et un extrados. Le pied présente une partie
intermédiaire qui n'est pas en prise avec le disque. On comprend que le
joint coopère avec l'aube dans cette partie intermédiaire. Le terme en
dessous est relatif à la direction de hauteur de l'aube, le pied d'aube
définissant le bas de l'aube et le profil aérodynamique définissant le haut
de l'aube. Ainsi, en définissant que le joint est placé en dessous du bord
d'attaque on comprend que le joint est placé, selon la direction de la
hauteur, du côté du bas de l'aube par rapport à la zone de transition entre
le pied et le profil aérodynamique de l'aube, à l'aplomb du bord d'attaque.
Le terme voisinage signifie que le joint est disposé selon la direction
de hauteur dans une zone s'étendant sur environ 10% de la hauteur totale
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de l'aube en dessous du bord d'attaque, et selon la direction longitudinale
dans une zone centrée sur le bord d'attaque et s'étendant sur environ
20% de la longueur de l'aube.
Avantageusement, au moins deux plateformes inter-aubes
5 comprennent chacune au moins un joint linéaire de plateforme inter-aubes
selon l'invention, les au moins deux plateformes inter-aubes étant
adjacentes à une même aube, ledit au moins un joint linéaire d'une
plateforme inter-aubes parmi les au moins deux plateformes inter-aubes
étant disposé en vis-à-vis dudit au moins un joint linéaire de l'autre
plateforme inter-aubes parmi les au moins deux plateformes inter-aubes
en amont d'un bord d'attaque et/ou en aval d'un bord de fuite de ladite
aube, lesdits joints linéaires coopérant en appui en amont du bord
d'attaque et/ou en aval du bord de fuite de ladite aube.
L'amont et l'aval font référence au sens de l'écoulement de l'air
(ou des gaz) le long de l'aube, l'air circulant globalement du bord
d'attaque vers le bord de fuite. On comprend que deux plateformes
adjacentes qui enserrent une aube comprennent chacune un joint selon
l'invention sur leur bord en vis-à-vis de ladite aube. Ces joints s'étendent
au-delà du bord d'attaque et du bord de fuite par rapport à l'aube (i.e. les
joints sont plus longs que l'aube), et coopèrent directement l'un avec
l'autre en appui dans ces zones au-delà du bord d'attaque et du bord de
fuite.
L'invention concerne par ailleurs un turboréacteur comprenant
un rotor selon l'invention.
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 planches de dessins annexées, sur lesquelles :
- la figure 1 représente un turboréacteur selon l'invention,
- la figure 2 représente une vue partielle d'une section de la
soufflante du turboréacteur de la figure 1,
- la figure 3 représente une vue partielle en perspective du joint
selon l'invention au sein de la soufflante du turboréacteur selon
l'invention,
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- la figure 4 représente la soufflante de la figure 2 vu selon la
flèche IV,
- la figure 5 représente les joints linéaires de la figure 4 selon la
section V,
- la figure 6 représente les joints linéaires de la figure 4 selon la
section VI,
- la figure 7 représente les joints linéaires de la figure 4 selon la
section VII,
- la figure 8 représente les joints linéaires de la figure 4 selon la
- la figure 9 représente les joints linéaires de la figure 4 selon la
section IX, et
- la figure 10 représente un segment de joint linéaire selon
l'invention vu en perspective.
DESCRIPTION DETAILLEE D'EXEMPLES DE REALISATION
La figure 1 représente un turboréacteur 100, comprenant une
soufflante 80 formant un rotor selon l'invention. Comme représenté sur la
figure 2, la soufflante 80 comprend un disque 82, à la périphérie duquel
sont montées une pluralité d'aubes 50 et une pluralité de plateforme inter-
35 aérodynamique 52 présente l'intrados 52a, l'extrados 52b, un bord
d'attaque 52c et un bord de fuite 52d (cf. fig.4).
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De manière générale, la paroi du côté de l'intrados et la paroi
du côté de l'intrados sont sensiblement continues (i.e. ne montre pas de
différence notable) entre la partie intermédiaire 51b du pied 51 et le profil
aérodynamique 52, de sorte que la paroi du côté de l'intrados et la paroi
du côté de l'extrados de l'aube au niveau du pied d'aube sont parfois
également appelées intrados et extrados.
Comme représenté sur la figure 3, la lèvre 14 du joint 10
coopère avec le pied 51 de l'aube 50, en dessous du bord d'attaque 52c
de l'aube 50, au voisinage dudit bord d'attaque 52c. Bien que non
représenté, le joint 10' coopérer également avec le pied 51 de l'aube 50,
en dessous du bord d'attaque 52c de l'aube 50, au voisinage dudit bord
d'attaque 52c. On notera que la figure 3 est une vue partielle qui ne
représente l'aube 50 qu'en partie (une partie de la partie intermédiaire
51a et une partie du profil aérodynamique 52) et qu'une partie de la
platefornne 40 et du joint 10.
La figure 4 est une vue d'une aube 50 et de deux plateformes
40 selon la flèche IV de la figure 2. Les joints 10 et 10' s'étendent depuis
l'amont du bord d'attaque 52c de l'aube 50 jusqu'à l'aval du bord de fuite
52d de l'aube 50. Ainsi, chaque joint 10 et 10' présente un segment 10a,
10'a qui s'étend en amont du bord de fuite 52c, un segment 10b, 10'b qui
s'étend respectivement en vis-à-vis du côté de l'intrados 52a et du côté de
l'extrados 52b de l'aube 50, et un segment 10c, 10'c qui s'étend en aval
du bord de fuite 52d de l'aube 50. L'amont et l'aval sont considérés selon
la circulation de l'air, représentée par la flèche C, le long de l'aube 50, la
flèche C étant orientée de l'amont vers l'aval. Chaque segment de joint
s'étend sur une portion longitudinale du joint. La direction longitudinale
des joints 10 et 10' est respectivement représentée par un trais discontinu
L et L'. Les segments amont 10a et 10'a sont disposés en vis-à-vis l'un de
l'autre de sorte que les lèvres 14 et 14' des joints 10 et 10' coopèrent en
appuis l'une avec l'autre dans la zone amont de l'aube 50 (cf. fig.5). De
même, les segments aval 10c et 10'c sont disposés en vis-à-vis l'un de
l'autre de sorte que les lèvres 14 et 14' des joints 10 et 10' coopèrent en
appuis l'une avec l'autre dans la zone aval de l'aube 50 (cf. fig.9).
Dans les zones configurées pour venir au contact du voisinage
du bord d'attaque 52c et du bord de fuite 52d, les joints 10 et 10'
présentent une rainure linéaire 120 et 122, et 120' et 122' (cf. figures 5, 6,
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8 et 9). Ces rainures 120, 122 et 120', 122' s'étendent respectivement
selon les directions sensiblement parallèles aux directions longitudinales L
et L'. On notera que le long du contour de l'aube 50, les directions
longitudinales L et L' sont sensiblement parallèles aux parois de l'aube 50.
Comme représenté sur les figures 5 et 6, les portions
d'extrémité distale linéaires 14a et 14'a comportent une rainure linéaire
120 et 120'. Ces figures 5 et 6 représentent chacune une section de
l'ensemble aube et plateformes de la figure 4 au voisinage du bord
d'attaque 52c de l'aube 50. Les directions B et B', respectivement
sensiblement parallèles aux lèvres 14 et 14', indiquent respectivement la
direction de la largeur des lèvres 14 et 14'. Le caractère distal de la
portion d'extrémité distale est considéré selon ces directions B et B', la
portion d'extrémité distale d'une lèvre étant à l'opposé de la base selon la
direction de la largeur de la lèvre. La figure 7 représente une section de
l'ensemble aube et plateformes de la figure 4 dans une zone distincte du
voisinage du bord d'attaque 52c et du bord de fuite 52d de l'aube 50.
Dans cette zone distincte du voisinage du bord d'attaque 52c et du bord
de fuite 52d, les joints 10 et 10' ne présentent pas de rainure linéaire. De
la même manière qu'au voisinage du bord d'attaque 52c, les joints 10 et
10' présentent respectivement une rainure 122 et 122' au voisinage du
bord de fuite 52d dans la portion d'extrémité distale 14a de la lèvre 14 et
dans la portion d'extrémité distale 14'a de la lèvre 14', comme représenté
sur les figure 8 et 9.
La section transversale des joints 10 et 10', et plus
particulièrement de la base 12 et de la lèvre 14 du joint 10 et de la base
12' et de la lèvre 14' du joint 10', est évolutive le long de la direction
longitudinale L et L', comme on peut le constater sur les figures 5 à 9.
La figure 10 représente un segment de joint 10, comprenant
des raidisseurs 18. Dans cet exemple chaque raidisseur 18 présente une
forme de nervure formée d'un seul tenant avec le joint 10. Selon une
variante un raidisseur est formé par une armature disposée dans
l'épaisseur de la lèvre, ou encore par une gaine disposée autour de la
lèvre. De tels raidisseurs peuvent également être prévus pour le joint 10'.
Les joints 10 et 10' présente respectivement un épaulement 20
et 20' ménagé dans l'épaisseur de la base 12 et 12'. Ainsi, la base 12 et
12' présentent chacune une portion de protection 12a et 12'a recouvrant
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respectivement le bord 42a et 42b de la plateforme 40. Comme
représenté sur les figures 4 à 9, les portions de protection 12a et 12'a sont
plus épaisses dans les segments 10a, 10'a, 10c et 10'c (soit en amont du
bord d'attaque et en aval du bord de fuite) que dans les segments 10b et
10'b. Ces épaisseurs plus importantes dans ces zones permettent
notamment de rigidifier les joints 10 et 10' dans ces zones et évitent que
les lèvres ne se retournent (Le. passent du côté du profil aérodynamique
52 de l'aube).
Le joint 10 et 10' sont préférentiellement en plastique
élastomère et fabriqués par moulage.
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
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.
