Brevet FR2008847A1 — publié le 19700130

l'invention se rapporte à un dispositif de montage pour le support des aubes directrices d'une turbine à gaz à plusieurs étages. La fixation du support d'aubes directrices présente fréquem- 5 ment des difficultés dans les turbines à gaz parce que, en raison des grandes différences de température qui se manifestent, et qui sont provoquées par les gaz aoieurs chauds de la turbine, il peut se manifester d'importantes dilatations et contraintes thermiques, qui ont pour conséquence que le support des aubes directrices se 10 déforme et se décentrç par rapport au rotor. Sous cet effet, les munis disques du rotor/d'aubes et qui tournent dans le support des aubes directrices et entre les aubes directrices, risquent &3 frotter sur le support ou sur les aubes. L'invention vise à éliminer ces difficultés au moins dans 15 une large mesure. L'invention est caractérisée en ce que le support des aubes directrices est maintenu à l'une de ses extrémités, par une pièce intermédiaire ayant la forme d'une jupe et qui est fixée sur une enveloppe centrale disposée en aval et l'invention est en outre caractérisée en ce que l'autre extrémité du support 20 des aubes directrices est centrée sur le rotor dans la zone de la première couronne d'aubes directrices." La construction suivant l'invention atténue d'une façon déterminante les effets des grandes différences de température qui onb été décrits plus haut par le fait que la fixation du support 25 des aubes directrices est prévue sur l'enveloppe centrale, qui est placée relativement loin vers l'aval, dans une zone où l'enveloppe est beaucoup plus froide. Il en résulte que les dilatations thermiques ne se manifestent aux points de fixation que dans une mesure considérablement plus faible. 30 Le centrage de l'extrémité libre du support des aubes di rectrices dans la zone de la première couronne d'aubes directrices peut être assuré avantageusement à l'aide d'une pièce de centrage fixée en amont sur une enveloppe avant. Par ailleurs, il est avantageux que, pour le réglage du jeu 35 des aubes dans la zone du dernier étage de la turbine, le support des aubes directrices soit relié de manière coulissante à la jupe intermédiaire par des appuis montés sur excentriques. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention res-sortiront 'de la description qui va suivre, faite en regard des i BAD original 6,9 13231. . ! +.f2Q1°188471. ,+ .cssms annexes et donnant, a titre explicatif nullement limitatif, une foime de réalisation conforme à l'invention. Sur ces dessins, La figure 1 représente par une vue schématique une turbine 5 à gaz à deux arbres, en élévation, l'enveloppe étant supposée arrachée et la machine représentée en coupe dans la zone de la construction qui est importante pour la présente invention, La figure 2 représente, à échelle agrandie comparativement à la figure 1, le raccordement du support d'aubes directrices re-10 présenté en élévation à la jupe intermédiaire représentée en coupe. La figure 3 est une vue en élévation de la construction de la figure 2, prise dans le sens de la flèche A. • Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe suivant les li-5 gnes IV-IV et V-V de la figure 3, à échelle agrandie. ' La figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI-VI _l L'enveloppe d'aspiration 1, qui est divisée en deux parties suivant un plan axial horizontal et qui n'est représentée sur le 20 dessin que par son contour, est suivief dans le sens de l'écoulement, par le compresseur, qui est également représenté dans sa majeure partie uniquement par les contours 2 de son enveloppe. Le montage du palier côté aspiration de ce compresseur est indiqué en 4 en lignes tiretées. 25 L'enveloppe 2 qui entoure le support 3 des aubes directrices du compresseur se termine par une enveloppe avant 7, qui contient le diffuseur 6, et à laquelle fait suite un ensemble 9 des chambres de combustion qui entoure en une couronne la turbine 8 du compresseur. Le rotor 10 du compresseur, dont le dernier étage 11 est seul représenté dans la partie arrachée de l'enveloppe, tout à fait à gauche sur la figure 1, entre ses deux derniers étages 12 et 13 d'aubes directrices, se termine par une pièce de liaison 14, à laquelle fait suite le disque de transition 15, qui établit la " T-5 liaison entre le compresseur et sa turbine motrice 8. Dans la pièce de liaison 14, à la surface frontale aval de laquelle le disque' de transition 15 est relié rigidement, e'st fix^ un tirant 16 par lequel les disques 17 du rotor et le tourillon 18 de la turbine 8 sont maintenus assemblés par la tête 19 du tirant. BAD ORIGINAL 69 13231 3 2008847 Les détails de cet assemblage ont été omis sur le dessin pour rendre la représentation plus claire. Les divers disques 17 du rotor de la turbine 8 sont identiques entre eux et bloqués les uns sur les autres et sur le disque 5 de transition 15 ainsi que sur le tourillon 18 de l'arbre d'une façon connue, par des dentures radiales. Ces disques portent les aubes 20 du rotor. Le tourillon 18 de l'arbre est monté rotatif dans le palier ' 21 qui, sur le dessin, est représenté monté dans l'enveloppe 22 du 10 palier. Dans cette enveloppe 22 sont prévus de plus deux joints à labyrinthe 26. D'autres joints à labyrinthe, qui assurent l'isolation à joint étanche sont prévus en 27 entre la partie 15 du rotor et une pièce de centrage 32 et, en 28, entre le tourillon 18 et un prolongateur 37 de l'enveloppe 22 du palier. L'ensemble 15 de la machine est appuyé sur le socle 23. Les disques 17 du rotor de la turbine 8 sont entourés par le support 29 des aubes directrices, dans lequel sont fixées les aubes directrices 30. Ces aubes 30 se terminent, dans chaque ensemble, par une couronne d'aubes directrices 31 qui est interposée 20 entre deux disques 17 du rotor et qui forme la limite intérieurs du canal d'écoulement des gaz de combustion dans la zone du rotor La première couronne 31a d'aubes directrices sert, suivant l'invention, à centrer le côté d'entrée du support 29 des aubes 25 directrices par rapport au rotor. La couronne 31a est à cet effet reliée à la pièce de centrage 32, qui a déjà été mentionnée plus haut et qui est tout d'abord de forme cylindrique creuse et s'évase ensuite en cône vers l'amont, cette pièce étant fixée à l'enveloppe avant 7. 30 Le côté de sortie du support 29 des aubes directrices est maintenu, suivant l'invention, par une pièce intermédiaire 34 qui a la forme d'une jupe et qui est elle-même fixée à une enveloppe centrale 35, placée plus loin vers l'aval. Ainsi qu'on l'a déjà indiqué plus haut, grâce au fait que, suivant l'invention, le 35 montage du support 29 des aubes directrices sur l'enveloppe est réalisé dans des zones relativement froides, sur l'enveloppe centrale 35 et sur l'enveloppe avant 7, les dilatations et contraintes thermiques qui se manifestent en raison des différences de température sont considérablement réduites, de sorte que le risque 6M3 OBlG>NW- 69 13231 4 2008847 de déformation et de décentrage du support 29 des aubes directrices par rapport au rotor est au moins considérablement atténué. Les pièces internes de l'enveloppe centrale 35 forment en outre, en combinaison avec le carter 22 du palier et son prolon-5 gateur 37, la limite intérieure du canal d'écoulement 38. On a représente en 33 l'enveloppe d'entrée des gaz de combustion chauds qui sortant de l'ensemble 9 de chambre de combustion et qui pénètrent dans 1«, turbine 8. 10 l'enveloppe centrale 35, par la paroi en tôle 39 qui est fixée au support 29 des aubes directrices et à l'enveloppe centrale 35, Par ailleurs, l'enveloppe centrale 35-.résente elle-même comms limites extérieures du canal d1 écoule rient 38, les deux pièces de paroi 40 et 41 qui s'évasent en cône l'une en direction de l'autre, 15 L'enveloppe centrale 35 est suivie, en direction de l'aval, par une enveloppe de palier 22 qui reçoit le tourillon 42 côté entrée de l'arbre du rotor de la turbine 25 de puissance disponible et qui est entourée par la paroi limite 44 du canal d'écoulement et par une partie d'enveloppe 45. La turbine 25 de puissance 20 disponible, qui est exécutée à deux étages dans l'exemple représenté, se compose de la partie 47 de rotor, qui est montée rotative dans le palier 46, des disques 17 de rotor, qui portent les aubes 24, et du tourillon 42. Elle est, de même que la turbine 8, maintenue assemblée par un tirant 43, monté dans la partie 47 du rotor 25 et dont la tête est ici également désignée par la référence 19. Le rotor de la turbine 25 est limité vers l'extérieur par le support 49 des aubes directrices, qui porte les aubes directrices 50. A ce support, fait'.mite 1p. diffuseur 51 de gaz d'échapperont, qui entoure la partie 47 du rotor et qui débouche dans l'enveloppe 30 52 des gaz d'échappement. Par ailleurs, à la suite du palier 46, on a représenté l'embrayage 53 et l'arbre 54 de la machine entraînée . Les figures 2 à 6 représentent un exemple d'exécution de l'assemblage à excentriques entre la pièce ou jupe intermédiaire 35 34 et le support 29 des aubes directrices. Cet assemblage est assuré par trois appuis 63 excentriques et réglables, qui permettent de régler avec précision le jeu correct des aubes entre le support 29 des aubes directrices et le rotor. Le canal d'écoulement 38 est limité par ailleurs, jusqu'à 69 13231 5 2008847 la jupe intermédiaire 34, gui est creuse et de forme cylin-drigue ou conigue et en deux parties, se termine, à son extrémité libre, par un pr olongenent 60 de forme circulaire gui forme sur de grandes parties de sa circonférence, une rainure annulaire 61 j 5 c'est dans cette rainure gu* est emboîté à coulissement le support 29 des aubes directrices, léguai est divisé en deux parties par un plan de joint axial horizontal, et se termine par une bride 62, 10 représenté (Pig. 3), sont placés dans le plan de joint horizontal et au milieu de la moitié inférieure du support des aubes directrices, la rainure annulaire 61, gui reçoit le support 29 des aubes directrices, est interrompue de sorte gue le prolongement 60 forme dans ces zones uns simple plague d'appui 60a. Par ailleurs, 15 dans ces zones, le support 29 des aubes directrices porte deux mâchoires soudées 64 gui se terminentyéhacune par une bride 66 percée d'un alésage 65. Entre les mâchoires 64 est ajustée une coulisse 67 de. section carrée, gui reçoit une broche 68, dont on a représenté l'axe en 69. les deux mâchoires sont maintenues assemblees 20 à l'aide d'un boulon 70 gui est vissé dans les alésages 65, l'é-cartement entre les brides 66 des mâchoires 64, gui correspond à la dimension de la coulisse 67 étant maintenu par un tube entretoise 71 gui entoure le boulon 70. 25 mètre, dont l'axe 72 est décalé par rapport à l'axe 69 et gui se termine, à l'extérieur, par une embase 74. La tête de la broche 68 est montée sans jeu dans un alésage 75 d'une pièce de liaison 76 ; cette pièce de liaison 76, gui est représentée en traits mixtes sur les figures 4 et 6, est fixée de son côté, en dehors des zones 30 des points d'appui 63, par des vis 78 gui traversent les alésages 79 de la pièce 76 et se vissent dans le prolongement 60 gui forme la rainure annulaire 61 (voir figure 4). Par ailleurs, l'embase 74 de la broehe 68 est creusée d'é-videments 80 (figure 5) dans lesquels on peut engager un outil ap-35 proprié pour faire tourner cette broche. Afin d'éviter gue la broche ne tourne involontairement, l'embase 74 est bloguée par un disgue de recouvrement 82, ce disgue 82 étant appligué par des vis 81 contre l'embase et cette embase étant pressée par ce moyen contre la pièce de liaison 76. (Pig. 4). Aux trois points d'appui réglables 63 gui, dans l'exemple La broche 68 présente une tête excentrique de plus grand dia— 4 69 13231 e 2008847 Pour régler le jeu des aubes, on tourne la broche 68 et, sous cet effet, il se produit un mouvement relatif entre les deux axes 69 et 72, par exemple dans ls= sens des flèches 83 de la figure- 6. iitant donné que les axes 69 sont reliés, avec possibilité de 5 déplacement, au support 29 des aubes directrices, par l'intermédiaire des éléments 68, 67 et 64 et que les axes 72 sont reliés rigidement à la jupe intermédiaire 34, par 1'intermédiaire de la tête excentrique de la broche 68 et par l'intermédiaire des éléments 76 et -78, 011 obtient par ce moyen également un décalage re-10 latif du support 29 des aubes directrices par rapport^ la -jupe intermédiaire 34. L'ajustage exécuté au point d'appui 63a (figure 3) assure par conséquent un déplaceaent relatif dans le sens horizontal tandis que les deux points d'appui 63b permettent de déplacer le sup-15 port 29 des aubes directrices par rapport à la jupe intermédiaire 34 dans le sens vertical. Si le support 29 des aubes directrices s'échauffe fortement, la construction suivant l'invention permet à ce support de se dilater régulièrement et sans obstacle dans le sens radial, la bride 20 62 s'engageant plus profondément dans la rainure annulaire 61 tandis que, aux points d'appui', les mâchoires 64 peuvent alors se déplacer sur leurs coulisses 67 sans que le réglage du jeu des aubes n'en soit modifié. . 25 titre explicatif,mais nullement'limitatif et que l'on pourra y apporter toute variante sans pour 'cela sortir de son cadre. Il va de soi que l'invention n'a été décrite ci-dessus qu'à 13231 7 2008847 IffiVEMDICATIOMS 1. Dispositif de montage pour 1.: support des aubes directri ces d'une turbine à g as a plusieurs étages, caractérisé en ce que le support des aubes directrices (29) est maintenu, à l'une de ses extrémités, par une jupe intermédiaire (34) qui est elle-même fixée à une enveloppe centrale (33) placée en aval et en cc crue l'au tre extrémité du support (29) des aubes directrices est centrée par rapport au rotor dans la zont- de la première couronne (31a) d'aubes directrices. 2. Dispositif de montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le centrage est assuré au moyen d'une pièce de centrage (32) fixée en amont à une enveloppe avant (7). 3. Dispositif de montage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le support (29) des aubes directrices est relié à la jupe intermédiaire (34) avec possibilité de coulisse maire, par l'intermédiaire d'appuis (63) montes sur excentriques. BAD ORIuiin/U*