Brevet FR2008596A1 — publié le 19700123

La présente invention se rapporte à des turbomachines axiales, dans lesquelles la distance circonférentielle entre les pieds des aubes dans leurs supports est déterminée par des entretoises. On peut, en modifiant l'épaisseur (c'est-à-dire la dimen melon dans le sens périphérique) de ces entretoises, modifier le nombre d'aubes d'une couronne afin de prévoir pour chaque couronne d'une machine à plusieurs etages le nombre optimal d'aubes qui correspond à leur longueur et aux excitations de vibration, compte tenu des critères techniques d'écoulement du fluide et de fabrication. On utilise actuellement comme entretoises des pièces massives. Leur fabrication exige beaucoup de travail, en particuler parce qu'une machine à plusieurs étages exige des pièces d'épaisseurs différentes. Un autre inconvénient réside dans le fait que le rotor ou le stator d'un compresseur ou d'une turbine est la plupart du temps soumis à des contraintes thermiques très différentes sur sa longueur et qu'il y a donc des dilatations différentes. Par exemple, la température de sortie du fluide moteur peut différer de 200 à 3000. de sa température d'entrée. Etant aonné que la température de ce fluide influe beaucoup moins sur ltenveloppe de la machine, sur son rotor et sur son stator, que sur les aubes elles-mmes, il peut exister entre le support des aubes et leurs pieds de très grandes contraintes thermiques au démarrage et à l'arrêt. C'est-à-dire qu'au dé marrage les pieds des aubes sté-chauffent pis plus vite que leur support et outils se dilatent par conséquent plus que la gorge circonférentielle pratiquée dans ce support. Ce dernier peut ainsi entre soumis à des tensions périphériques inadmissibles. Des entretoises massives n'atténuant pas ce phénomène.A l'arrêt de la machine, les pieds des aubes se refroidissent beaucoup plus vite que leur support, de sorte qutil peut y avoir entre eux et les entretoises un jeu inadmissible. La présente invention a pour but de remédier à ces défauts. Conformément à cette invention, les entretoises sont composées de plusieurs plaquettes minces empilées qui se touchent mutuellement. Ces plaquettes peuvent Atre estampees en une seule passe à la forme désirée. Au montage de la cclssronne, en fonction de l'écart désiré entre pieds on peut insérer entre eut un nombre correspondant de ces plaquettes dans la gorge annulaire où ils sont logés. Cés plaquettea-entretoises planes sont en une matière élastique et tenace, par exemple en t81e laminée, de façon que lorsque les pieds des aubes se dilatent à la chaleur, les entretoises qui par suite de leur disposition en éventail n'ont qu contact linéaire puissent se comprimer. Mais une forme de réalisation avantageuse de l'invention consiste à prévoir des plaquettes bombées et à les monter dans l'interstice compris entre les pieds des aubes en disposant successivement sur la périphérie de la couronne des paires composées de plaquettes à courbure alternativement convexe et concave. Ces plaquettes d terme forme > mais à courbures alternées au montage, peuvent également être fabriquées extrSmement facilement, car elles peuvent être découpées et galbées en une seule opération. Un avantage particulier des entretoises composées de la manière décrite ci-dessus d'un assemblage de plaquettes bombées réside dans le fait que grâce à leur élasticité, ces plaquettes peuvent compenser sans déformation plant que les dilatations périphériques précitées cuves aux contraintes thermiques, de sorte qu'il n'apparatt pas de jeu de valeur indésirable entre les pieds des aubes et les entretoises. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés et donnant à titre explicatif, mais nullement limittif plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, La figure 1 représente une entretoise; la figure 2 est une vue de cette entretoise éxécutée en une forme galbée; la figure 3 nontre un secteur d'un support d'aubes après montage des aubes et des entretoises; et la figure 4 est une vue de détail en coupe longitudinale des entretoises montées dans les gorges annulaires du stator et du rotor. La plaquette 1 représentée sur les figures t et 2 est bombée, comme on le voit sur cette dernière figure. Ces bords 2as 2b et 3a, 3b sont adaptés à la forme de la gorge annulaire pra- tiquée dans le support daubes. Les encoches latérales 4 servent à faciliter la fabrication, le poinçon n'ayant pas à pratiquer d'angle rentrant vif. L'encoche 6 découpée latéralement par estampage dans le bord supérieur permet de vérifier si les plaquettes d'une entretise ont été montées correctement quant à leur coúrbure, ctest-à-dire si chaque courbure convexe est suivie d'une courbure concave.Dans ce cas, après montage, les encoches 6 de~deux plaquettes 1 adjacentes doivent oestre opposées ainsi qu'on le voit sur la figure 2. Sur la figure 3 on a désigné ltenveloppe de la machine par le chiffre 10 et le support des aubes par le chiffre 11. Ce support cylindrique se compose de la manière habituelle de deux pièces qui sont réunies par boulonnage en 13. Dans une gorge 14 qui y est pratiquée on monte le nombre de pieds d'aubes 15 déterminé par étage de la machine > en alternance avec des en tretoises composées d'un nombre de plaquettes 1 calculé de manière correspondante. Les diverses entretoises peuvent éventuellement être composées de plaquettes d'épaisseurs différentes. il est aussi possible d'utiliser par couronne des plaquettes de même épaisseur et de constituer les entretoises de couronnes adåacentes au moyen de plaquettes d'épaisseurs différentes. Comme on le voit sur la figure 3, il peut être convenable d'utiliser des plaquettes dont la hauteur est inférieure à la profondeur de la gorge. Cela facilite le démontage, car outil utilisé à cet effet peut être engagé dans le vide 17 qui existe entre les pieds 15 des aubes. En choisissant de manière correspondante le nombre d'aubes 16 (figure 4) par étago, ce qui détermine la largeur des entretoises et par conséquent le nombre des plaquettes qui les composent, on peut éventuellement empêcher les couronnes 18 adjacentes entre excitées à la fréquence propre de vibration des aubes par des phénomenes de résonance. il est par conséquent possible grace à l'invention de fabriquer de manière extrêmement économique des entretoises pour écarter les pieds des aubes? car il suffit de fabriquer pour une machine un certain nombre de plaquettes identiques et d'en constituer des entretoises dont l'épaisseur varie en fonction du diamètre de la machine ou du nombre dlaubes par-couronne. Ainsi qu'on 1Ba déjà mentionne, une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention consiste à constituer les entretoises de plaquettes bombées, assemblées de la manière décrite (figure 2) car on peut ainsi obtenir une bonne aompensation des dilatations sur la périphérie de la couronne-d'a hes, Il faut encore mentionner que l'invention peut bien entendu Aetre utilisée aussi avec les machines axiales qui he comportent qu'une couronne d'aubes mobiles et une couronne d'aubes direc tri c es. il va de soi que la présente invention n'a éte décrite ci-dessus qu'à titre explicatif, mais nullement limitatif et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. REVEND i CA T ION S 1 - Turbomachine axiale dans laquelle 1'écartement entre les pieds des aubes dans leurs supports est maintenu au moyen d'entreto ses distinctes, caractérisée par le fait que ces entretoises sont constituées par un ensemble de plusieurs plaquettes empilées 1 en contact les unes avec les autres. 2 - Turbomachine axiale selon la revendication 1, caraetérisée par le fait que les plaquettes 1 sont égalisées dans une matière élastique ou résistante eux déformations plastiques. 3 - Turbomachine axiale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les entretoises sont constituées par un ensemble de plaquettes planes 4 - Turbomachine axiale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les entretoises sont constituées par un ensemble de plaquettes 1 bombées et que la périphérie dlune couronne à aubes 18 comporte des paires de plaquettes à courbures alternativement convexe et concave disposées successivement l'une contre l'autre. 5 - Turbomachine axiale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les entretoisXs entre deux aubes sont constituées par des plaquettes d'épaisseurs différentes. 6 - Turbomachine axiale selon la revendication 1, comportant plusieurs couronnes d t aubes, caractérisée par le fait que pour au moins deux de ces couronnes 18 les entretoises sont constituées par un nombre différent de plaquettes 1. 7 - Turbomachine axiale selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la hauteur des plaquettes 1 est inférieure à la profondeur de la gorge annulaire 14 qui reçoit les pieds 15 des aubes et les dites pXaquettes..