Rotor de soplante para una turbomáquina.

Rotor de soplante para una turbomáquina, que comprende un disco (14) que lleva álabes (12') cuyos pies (18') están insertados en ranuras (20) sensiblemente axiales de la periferia externa del disco,

y calas (22') que están interpuestas, cada una, entre el fondo de una ranura del disco y un pie de álabe correspondiente, estando destinada la extremidad aguas arriba de cada cala a aplicarse sobre una placa lateral de retención (28) solidaria del disco, y que comprende un talón (24') que se extiende radialmente hacia el exterior y destinado a retener la extremidad aguas arriba del pie de álabe, comprendiendo el talón de cada cala una cara aguas abajo (50') de tope sobre la cual se apoya la extremidad aguas arriba del pie de álabe en caso de esfuerzo violento, caracterizado porque esta cara aguas abajo de tope es oblicua con respecto al eje (A) de rotación del rotor.

Rotor de soplante para una turbomaquina La presente solicitud se refiere a un rotor de soplante para una turbomaquina tal como un turborreactor o un turbopropulsor de avión.

Una soplante de turbomaquina comprende un disco que lleva en su periferia externa alabes cuyos pies estan insertados en ranuras sensiblemente axiales de la periferia externa del disco. Los alabes son mantenidos radialmente en el disco por cooperación de formas de sus pies con las ranuras del disco, siendo los pies de alabe por ejemplo del tipo de cola de milano.

Entre el pie de cada alabe y el fondo de la ranura correspondiente del disco esta interpuesta una cala para inmovilizar radialmente al alabe en el interior de la ranura y comprende en su extremidad aguas arriba un tal6n que se extiende radialmente hacia el exterior y que presenta una cara radial aguas abajo que forma un apoyo axial de una cara radial aguas arriba del pie del alabe para retener el alabe axialmente hacia aguas arriba. Las calas aseguran una misma posición axial de los alabes en el disco para evitar la creación de un desequilibrio dinamico y son susceptibles de apoyarse axialmente sobre una placa lateral anular fijada a la extremidad aguas arriba del disco.

En el caso felizmente poco frecuente de la perdida o de la rotura de un alabe de soplante, este alabe es proyectado sobre un alabe adyacente que entonces es sometido a un esfuerzo axial hacia aguas arriba muy violento, siendo transmitido este esfuerzo a la placa lateral aguas arriba por la cala correspondiente. Esta cala esta en apoyo axial sobre la placa lateral que esta concebida para deformarse elasticamente con el fin de amortiguar una parte de este esfuerzo y asi evitar la perdida de los otros alabes de soplante. Medios de retención axial de los alabes hacia aguas arriba estan ademas montados en el disco, aguas abajo de los alabes, para absorber una parte de este esfuerzo axial cuando la deformación de la placa lateral llega a un cierto umbral.

En la tecnica actual, descrita por ejemplo en el documento EP 1114916 A1, el tal6n de cada cala esta concebido para transmitir todo el esfuerzo axial antes citado a la placa lateral aguas arriba y es sometido a fuerzas de cizalladura importantes en dirección axial durante la transmisión de este esfuerzo. Asi pues, es necesario sobredimensionar el tal6n en dirección axial para que este pueda resistir estas fuerzas, lo que se traduce en un volumen axial importante de cada tal6n, y en un aumento de la masa del rotor de la soplante.

Para compensar el sobredimensionamiento en dirección axial del tal6n de una cala, es posible recortar otro tanto la extremidad aguas arriba del pie de alabe correspondiente. Sin embargo, esta solución no es satisfactoria porque en este caso el pie de alabe tiene una dimensión axial mas corta que la ranura del disco y ejerce fuerzas de contacto importantes en las paredes laterales de la ranura que pueden provocar un desgaste prematuro de estas.

La invención tiene especialmente por objetivo aportar una solución simple, eficaz y econ6mica al problema antes citado de la tecnica anterior, gracias a medios de retención axial de los alabes de soplante que sean mas eficaces, menos voluminosos y mas ligeros que los de la tecnica anterior.

A tal efecto, esta propone un rotor de soplante para una turbomaquina, que comprende un disco que lleva alabes cuyos pies estan insertados en ranuras sensiblemente axiales de la periferia externa del disco, y calas que estan interpuestas, cada una, entre el fondo de una ranura del disco y un pie de alabe correspondiente, estando destinada la extremidad aguas arriba de cada cala a aplicarse sobre una placa lateral de retención solidaria del disco, y que comprende un tal6n que se extiende radialmente hacia el exterior y destinado a retener la extremidad aguas arriba del pie de alabe, caracterizado porque el tal6n de cada cala comprende una cara aguas abajo de tope sobre la cual se apoya la extremidad aguas arriba del pie de alabe en caso de esfuerzo violento, siendo esta cara aguas abajo de tope oblicua con respecto al eje de rotación del rotor.

En caso de perdida o de rotura de un alabe de soplante, el alabe adyacente al alabe perdido o roto es empujado violentamente hacia aguas arriba y se apoya por la extremidad aguas arriba de su pie sobre el tal6n de la cala que es desplazada hacia aguas arriba hasta llegar a tope con la placa lateral. Para continuar avanzando, el alabe deberia ascender por el tal6n de la cala deslizando sobre la cara oblicua de esta. Sin embargo, el alabe esta ya en apoyo por su pie sobre las paredes de la ranura del disco y este no puede desplazarse radialmente hacia el exterior. La cara oblicua del tal6n de la cala crea asi un efecto de cura, lo que cargara el apoyo ya existente entre el pie de alabe y las paredes laterales de la ranura del disco. Esta carga suplementaria permite absorber, por rozamiento entre el pie de alabe y las paredes de la ranura del disco, una parte del esfuerzo axial ejercido sobre el alabe. El resto del esfuerzo axial es transmitido por la cala y la placa lateral aguas arriba al disco del rotor.

Asi pues, la invención permite reducir las fuerzas de cizalladura aplicadas al tal6n de la cala en caso de perdida de un alabe de soplante. Esto permite reducir la dimensiónn axial y por tanto el volumen del tal6n de cada cala, lo que se traduce en un aligeramiento de las calas y del conjunto del rotor de la soplante. En un caso particular, se ha constatado por ejemplo una ganancia en masa de 600 g - 700 g en un m6dulo de soplante completo, o sea un poco menos del 1% de la masa de este m6dulo.

Como en la tecnica anterior, la cala sobre la cual empuja el alabe sometido al esfuerzo axial antes citado se apoya sobre la placa lateral que se deforma para amortiguar este esfuerzo axial. El hecho de disminuir el esfuerzo axial ejercido sobre la cala y por tanto sobre la placa lateral permite a la placa lateral amortiguar la casi totalidad de este esfuerzo, y considerar la supresión de los medios de retención axial de los alabes montados en el disco, aguas abajo de los alabes.

La cara aguas abajo de tope del tal6n puede formar un angulo α comprendido entre 10º y 80º , y por ejemplo entre 20º y 70º aproximadamente, con el eje del rotor. En un caso particular, se ha constatado que el esfuerzo axial transmitido al tal6n de la cala representa solamente el 75% de la carga inicial cuando α es igual a 60º , y el 50% de esta carga cuando α es igual a 45º .

De acuerdo con otra caracteristica de la invención, la cara aguas abajo de tope del tal6n esta situada enfrente de una cara aguas arriba del pie de alabe que se extiende igualmente de manera oblicua con respecto al eje de rotación del rotor y que es sensiblemente paralela a la cara aguas abajo oblicua del tal6n. La cara oblicua del pie de alabe esta destinada aplicarse sobre la cara oblicua del tal6n de la cala.

En el estado sin tensión, las caras oblicuas enfrentadas del tal6n y del pie de alabe estan ventajosamente inclinadas una con respecto a la otra un angulo inferior a 10º , y por ejemplo comprendido aproximadamente entre 2º y 5º , teniendo tendencia este angulo a anularse por deformación elastica del tal6n en caso de esfuerzo violento sobre el alabe. En este estado, las caras oblicuas enfrentadas del tal6n y del pie de alabe estan ademas preferiblemente espaciadas una de la otra. En funcionamiento normal de la soplante, las caras oblicuas del pie de alabe y de la cala estan asi separadas por una holgura pequera. Durante la perdida o la rotura de un alabe de soplante, esta holgura esta destinada a desaparecer y las caras oblicuas antes citadas estan destinadas a apoyarse una sobre la otra. Durante el apoyo del pie de alabe sobre el tal6n de la cala, este tal6n esta destinado a deformarse de modo que su cara oblicua se haga paralela a la cara oblicua correspondiente del pie de alabe, que entonces se aplica sobre toda la superficie de la cara oblicua del tal6n.

El tal6n comprende en su extremidad radialmente externa una cara radial aguas abajo de posicionamiento axial de la extremidad aguas arriba del pie de alabe en el estado sin tensión. En funcionamiento normal, el pie de alabe esta por tanto en apoyo axial sobre la extremidad radialmente externa del tal6n y las caras oblicuas del tal6n y del pie de alabe son mantenidas especiadas una de la otra por este apoyo. Durante la perdida de un alabe, el pie de alabe ejerce un empuje axial sobre la extremidad del tal6n que se deforma hasta que las caras oblicuas enfrentadas del tal6n y del pie de alabe entren en apoyo una sobre la... [Seguir leyendo]

1. Rotor de soplante para una turbomaquina, que comprende un disco º14º que lleva alabes º12ºº cuyos pies º18ºº estan insertados en ranuras º20º sensiblemente axiales de la periferia externa del disco, y calas º22ºº que estan interpuestas, cada una, entre el fondo de una ranura del disco y un pie de alabe correspondiente, estando destinada la extremidad aguas arriba de cada cala a aplicarse sobre una placa lateral de retención º28º solidaria del disco, y que comprende un tal6n º24ºº que se extiende radialmente hacia el exterior y destinado a retener la extremidad aguas arriba del pie de alabe, comprendiendo el tal6n de cada cala una cara aguas abajo º50ºº de tope sobre la cual se apoya la extremidad aguas arriba del pie de alabe en caso de esfuerzo violento, caracterizado porque esta cara aguas abajo de tope es oblicua con respecto al eje ºAº de rotación del rotor.

2. Rotor de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la cara aguas abajo de tope º50ºº del tal6n º24ºº forma un angulo ºαº comprendido entre 10º y 80º , y por ejemplo aproximadamente entre 20º y 70º , con el eje ºAº del rotor.

3. Rotor de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la cara aguas abajo de tope º50ºº del tal6n º24ºº esta situada enfrente de una cara aguas arriba º44ºº del pie de alabe º18ºº que se extiende igualmente de manera oblicua con respecto al eje ºAº de rotación del rotor y que es sensiblemente paralela a la cara aguas abajo oblicua del tal6n,

4. Rotor de acuerdo con la reivindicación 3, caracterizado porque, en el estado sin tensión, las caras oblicuas º44º, 50ºº enfrentadas del tal6n º24ºº y del pie de alabe º18ºº estan inclinadas una con respecto a la otra un angulo β inferior a 10º , y por ejemplo comprendido aproximadamente entre 2º y 5º , teniendo tendencia este angulo a anularse por deformación elastica del tal6n en caso de esfuerzo violento sobre el alabe.

5. Rotor de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el tal6n º24ºº comprende en su extremidad radialmente externa una cara radial aguas abajo º26ºº de posicionamiento axial de la extremidad aguas arriba del pie de alabe º18ºº.

6. Rotor de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque, en el estado sin tensión, las caras oblicuas º44º, 50ºº enfrentadas del tal6n º24ºº y del pie de alabe º18ºº quedan mantenidas espaciadas una de la otra por el apoyo del pie de alabe sobre la cara radial aguas abajo º26ºº del tal6n.

7. Rotor de acuerdo con las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado porque la cara radial aguas abajo º26ºº del tal6n º24ºº esta unida a la cara oblicua º50ºº de este tal6n por una garganta transversal º54ºº destinada a facilitar una deformación elastica hacia aguas arriba de la parte radialmente externa del tal6n.

8. Rotor de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque la garganta º54ºº tiene en sección una forma redondeada c6ncava.

9. Rotor de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cara oblicua º50ºº del tal6n º24ºº es lisa.

10. Rotor de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en la cara oblicua º50ºº del tal6n º24ºº estan formadas ranuras º52ºº.

11. Turbomaquina, tal como un turborreactor o un turbopropulsor de avión, caracterizada porque comprende un rotor de soplante º10º de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10.

12. Cala de pie de alabe para un rotor de soplante de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque comprende en una extremidad aguas arriba un tal6n º24ºº que comprende dos caras aguas abajo de apoyo del pie de alabe, formadas por una primera cara radial º26ºº de apoyo y de posicionamiento del pie de alabe y por una segunda cara oblicua º50ºº de apoyo y de retención del pie de alabe.

13. Cala de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque las caras radial y oblicua º26º, 50ºº estan unidas entre si por una garganta transversal º54ºº que tiene en sección una forma redondeada c6ncava.