Brevet FR2011596A1 — publié le 19700306

-i- 2011596 La présente invention se rapporte à un appareil d'utilisation d'un fluide élastique, tel qu'une turbine ou un compresseur, comprenant des enveloppes intérieure et extérieure entourant le rotor et divisées en moitiés semi-cylindriquese 5 Les turbines et compresseurs a écoulement axial sont typiquemeht pourvus de parois internes qui renferment les rangées d'ajutages fixes destinés à diriger le fluide moteur sur l'aubage de rotor, et qui sont disposées à l'intérieur des.enveloppes extérieures. 10 Ces appareils devant être démontés de temps à autre pour entretien et/ou réparation, les enveloppes internes et externes sont divisées en moitiés supérieures et inférieures réunies par des boulons. Les rangées d'ajutages sont également divisées en moitiés semi-circulaires supérieure et inférieure, permettant 15 de les démonter d'un bloc avec la moitié associée d'enveloppe interne, puis de les démonter de l'enveloppe pour réparation ou remplacément, si nécessaire. Pour retirer l'arbre de rotor, les moitiés supérieures des enveloppes doivent d'abord être démontées. Ce travail impli-20 que une dépense considérable de temps et d'efforts; en outre le remontage de l'arbre après son retrait constitue un travail difficile et fastidieux, qui exige des mécaniciens extrêmement spécialisés pourvus d'outils et d'appareillage coûteux. :• Il n'est donc pas désirable de démonter l'arbre à moins 25 d'absolue nécessité. Pour le service d'entretien normal , il est cependant nécessaire de temps a autre d'avoir accès à la construction interne de la section de turbine pour réparation ou remplacement des 30 parties internes. Bien que l'on puisse accéder facilement à la moitié supérieure de l'enveloppe interne pour son retrait en démontant d'abord la moitié supérieure de l'enveloppe extérieure, il n'était pas jusqu'ici faciiê de retirer la moitié inférieure de 35 l'enveloppe interne, car le rotor supporté dans la moitié inférieure de l'enveloppe extérieure entrave ce retrait» La présente invention a donc principalement pour objet 69 21106 "z" 201 1596 de réaliser un appareil d'utilisation de fluide élastique, qui permet un accès facile a la construction interne de la turbine ou de la section soufflerie sans démontage du rotora A cette fin, l'invention réside dans un appareil d'uti-5 lisation de fluide élastique pourvu d'un rotor disposé dans une enveloppe interne de coupe transversale circulaire et montée dans une enveloppe extérieure, chacune de ces enveloppes étant divisées en moitiés supérieure et inférieure réunies ensemble de manière démontable, appareil caractérisé par le fait que l'on peut faire 10 tourner une partie au moins de cette enveloppe interne a l'intérieur de la moitié inférieure de l'enveloppe extérieure, après avoir enlevé la moitié supérieure de cette dernière. L'invention ressortira mieux de la description qui va suivre de formes préférées de réalisation représentées à titre 15 d'exemple seulement aux dessins annexés, sur lesquels : La Figure 1 est une élévation de côté d'un bloc moteur à turbine a gaz à écoulement axial; La Figure 2 est une coupe transversale, à plus grande échelle, suivant la ligne II-II de la Figure 1; 20 La Figure 3 est une élévation de côté d'une partie de la construction représentée à la Figure 1, à la môme échelle que la Figure 2; avec la moitié supérieure de l'enveloppe extérieure enlevée; La Figure 4 est une coupe transversale suivant la ligne 25 IV-IV de la Figure 3, montrant seulement la construction des enveloppes intérieure et extérieure; La Figure 5 est une coupe de détail agrandie, de l'un des dispositifs à galet représentés à la Figure 4; La Figure 6 est une vue similaire à la Figure 3, mais 30 montrant une autre forme de réalisation de l'invention; et La Figure 7 est une. coupe transversale suivant la ligne VII-VI1 de la Figure 6a ' La Figure 1 représente un bloc moteur 10 à turbine à gaz à écoulement axial, qui comprend une section 12 de compresseur 35 d'air, une section 14 de combustion, une section 16 de turbine, et une hotte d'échappement 18e Un carter d'admission d'air 20 dirige ce dernier dans la section 12 de compresseur, ainsi que l'indique 69 21106 2011596 la flèche 21, et la hotte 18 d'échappement dirige les gaz de combustion dans l'atmosphère, ainsi que l'indique la flèche 22. La section 12 comprend un rotor 23 de compresseur et la section 16 comprend un rotor 24 de turbine. Le rotor 23 de compresseur est 5 accouplé au rotor 24 de la turbine par un arbre 25, les deux rotors et l'arbre 25 constituant la broche 27 de rotors. Cette broche 27 est montée rotative au moyen de paliers convenables 28 et 29, a chaque extrémité. Les blocs moteurs à turbine à gaz de ce type sont trop 10 connus des techniciens pour qu'il soit nécessaire de décrire leur mode de fonctionnement. On remarquera toutefois, que la broche 27 de rotor peut être accouplée à un arbre de transmission 30 afin de transmettre la puissance de l'arbre en vue de l'entraînement d'une charge (non représentée). 15 Selon la Figure 1, la totalité de l'appareil est enclo se dans une enveloppe extérieure 32 composée d'un carter d'admission 33, d'un carter 34 de compresseur, d'une paroi 35 de chambre de combustion et d'un carter 36 de turbine. Les susdits carters sont réunis ensemble ainsi qu'au carter 20 d'admission et à la 20 hotte 18 d'échappement au moyen de. collerettes périphériques extérieures convenablement boulonnées, et sont divisée en moitiés supérieures et inférieures dans un plan horizontal coïncidant avec l'axe central longitudinal de la broche 27 de rotor, ces moitiés supérieures et inférieures de carters étant mutuellement 25 réunies au moyen de collerettes horizontales convenablement boulonnées, pour la commccité de la fabrication, du montage et du démontage en tfue de l'entretien® La Figure 2 est une coupe transversale de la section 16 de turbine, et, ainsi que représenté, l'enveloppe extérieure 36 30 de turbine est pourvue de collerettes périphériques convenables 37 pour son raccordement aux enveloppes adjacentes 18 et 35 (Figure 1)'. Cette enveloppe 36 est également divisée en moitiés supérieure et inférieure 36a et 36b, le long d'un plan horizontal central, réunies ensemble par les collerettes externes 38 au 35 moyen de boulons convenables 39» Le rotor 24 de turbine est pourvu d'une ou de plusieurs rangées annulaires d'aubes radiales 40 s'étendant en regard et 69 21106 2011596 s*associait avec un même nombre de rangées annulaires d'aubes fixes d'ajutage 41. Les aubes fixes 41 d'ajutage sont supportées par des déflecteurs extérieurs d'étanchéité convenables 42:, adaptés dans 5 une "couronne d'aubage" tubulaire, interne ou carter 43» Les déflecteurs d'étanchéité 42 sont divisés en moitiés supérieure et inférieure 42a et 42b; de même, le carter interne 43 est divisé en moitiés supérieure et inférieure 43a et 43b, et sont réunies ensemble par les collerettes horizontales 44 au moyen de boulons 10 45 convenables. Le carter interne 43 est maintenu concentriquement espacé de l'enveloppe extérieure 36 par un certain nombre de collerette* périphériques extérieures 47 et 48 (Figures 2 et 3), et fixées à cette dernière au moyen d'une cheville de repérage 49m 15 Jusqu'à ce point de la description, la construction de la turbine est pratiquement classique, et pour l'entretien et les . réparations, la moitié supérieure de l'enveloppe extérieure 36a peut être facilement enlevée en retirant les boulons 39 qui réunis— sent les collerettes horizontales 38, ainsi que les boulons qui 20 réunissent les collerettes périphériques 37 aux carters adjacents 35 et 18. On accède ainsi à la moitié supérieure du carter interne 43a de turbine, que l'on peut alors démonter en enlevant les boulons 45 qui réunissent les collerettes horizontales. Les aubes 41 d'ajutage et les déflecteurs d'étanchéité 25 42a situés dans la moitié supérieure 43a du carter interne étant montés sur cette dernière, on peut les démonter d'un bloc et les remplacer ou les réparer facilement, selon les besoins, en appliquant la technique connue. Toutefois, la moitié inférieure 43b du carter interne 30 ainsi que les aubes d'ajutage 41 et les déflecteurs d'étanchéité 42 associés ne peuvent se démonter facilement, car le rotor 24 de la turbine, qui passe à travers, entrave ce démontage. Selon la première forme de réalisation de l'invention, les enveloppes interne et externe de turbine, 43 et 36, respecti-35 veinent, sont formées, et. agencées ainsi que le montrent les: Figures 3 et 4, sur laquelle le rotor 24,.les aubes 40 et les aubes fixes d'ajutage 41 associées, ainsi que les déflecteurs d'étanchéité 42 69 21106 -5- 2011596 associés sont omis pour la clarté du dessin» La moitié inféiieure 36b de lfenveloppe extérieure de la turbine est pourvue de deux orifices 51 disposés en alignement". ra^5àl avec la collerette 48 du carter intérieur 43. Les orifices 5 ■ 51 "sont décalés angulairement:par:exemple de l'ordre de 30® avec leur ligne médiane verticale passant par le centre C du carter interne 43. Cependant, cet angle n'est pas critique et peut être -considérablement supérieur ou inférieur, à volonté. " Un dispositif 52 à galet est destiné à être introduit 10 dans chaque orifice 51 et à être fixé à la moitié inférieure 36b de J'enveloppe extérieure. Ainsi que le montre plus clairement " la vue de détail agrandie de la Figure 5, le dispositif 52 à galet. comprend une plaque 53 de montage de formé cupulaire, présentait une cavité centrale 54. La cavité 54 a environ le même dia-15 mètre que l'orifice 51 correspondant formé dans la moitié 36b d'enveloppe de turbine, et elle renferme un bloc cylindrique 55» Ce- bloc 55 porte un galet 56 monté rotatif au moyen d'un tourillon 57 et de portées 58# Le bloc 55 est maintenu captif dans la cavité 54 et il est guidé dans soh mouvement longitudinal, mais retenu 20 à l'encontre du mouvement rotatif, par un long boulon 60 qui lui est fixé et qui passe à travers un trou de dégagemënt formé dans la plaque ds montage. • La position du bloc 55 est réglable au moyen d'une vis de levage 61 se vissant dans la plaque de montage» Cett€ plaque 53 est boulonnée a la moitié inférieure 36b de l'en-25 veloppe extérieure par un certain nombre de boulons 62» De même, une paire de dispositifs à gàlet 52 tels que l'on vient de décrire est fixée à la moitié inférieure 36b en alignement avec la collerette périphérique 47» On visse alors les vis de levage 61 dans le sens radia-30 lement intérieur pour pousser les galets 56 en aboutement avec la collerette périphérique 48, et on continue ce mouvement de soulèvement jusqu'à ce que la collerette 48 ne porté plus sur la surface interne 63, de manière que le carter intérieur 43 ainsi suppor-" té par les.galets 56, tourne librement par rapport à la moitié 35 inférieure 36b de l'enveloppe extérieure» Le carter interne étant pratiquement équilibré, un faible couple seulement est alors requis pour faire.tourner la moitié 69 21106 —6— 2011596 inférieure 43b à la position normalement occupée par sa moitié supérieure 43a. Ce couple, si on le désire, peut être appliqué à la main par l'homme du sérvice d'entretien, lequel, après avc?r ainsi disposé la moitié inférieure du carter interne, peut la dé-5 monter de l'autre moitié en enlevant les boulons 45 retenant les collerettes, puis"la dégager et la retirer complètement pour entretien ou réparation si'nécessaire. Là moitié inférieure 43b et ses aubes d'ajutage peuvent ensuite être à nouveau assemblée et ramenée à sa position origi-10 nâle en inversant le processus que l'c.ï vient de décrire. Apres cette nouvelle installation, on peut, si on le désire, démonter les dispositifs 52 à galet de la moitié inférieure de l'enveloppe extérieure, et recouvrir les orifices 51 au moyen de plaques d'obturation convenables (non représenté::) boult.n-15 nées à l'enveloppe éxtérieure au moyen des mêmes boulons 62.» En raison de la grande inertie de la moitié inférieure 43b du carter interne, la manière préférable et la plus précise de la faire rouler à sa position supérieure consiste à utiliser une paire de treuils à chaine 64Â et 64B. Ces treuils à chaîne 20 sont ancrés aux collerettes opposées 38 de la moitié inférieure au moyen de boulons à oeil convenables 65 et fixés à une patte appropriée 66 située sur la moitié supérieure 43a. Par suite, en manoeuvrant la poignée 67A du treuil 64A et la poignée 67B du treuil 67B conjointement et de manière à tirer la chaîne du treuil 25 é4A et à lâcher celle du treuil 64B (par exemple) on peut faire tourner le carter interne 43 de 180° avec un haut degré de commer-de et de précision dans le sens des aiguilles d'une montre afin d'amener ainsi sur le' dessus la moitié inférieure du carter interne en vue de son retrait. 30 Avant de séparer l'une de l'autre les deux moitiés 43 ï. et 43b du carter interne, on peut les verrouiller à l'encontre d'un mouvement de rotation indésirable durant le démontage des boulons 45 de fixation des collerettes, en utilisant une paire de plaques 68 de blocage. Ces plaques 68 sont boulonnées, aux colle-35 rettes 38 de l'enveloppe extérieure au moyen de boulons convenables '69 ainsi' qu'à la collerette 48 de la moitié inférieure 43b du carter interne," afin de bloquer ainsi mutuellement les deux 69 21106 2011596 moitiés inférieure^ des enveloppes» On peut alors facilement démonter la moitié supérieure 43a de la moitié inférieure pour entretien sans déranger le rotor 24 ; on peut ensuite la remettre en place et la ramener à sa position originale en inversant les 5 susdites opérations. Les Figures 6 et 7 sont des vues similaires aux Figures 3 et 4, respectivement, montrant une seconde forme de réalisation de l'invention» Dans cette forme de construction, le carter interne 70 de turbine, divisé en moitiés supérieure et inférieure 10 70a; 70b, réunies ensemble par des collerettes horizontales 72, est disposé à l'intérieur d'une enveloppe extérieure de turbine, divisée en une moitié inférieure 73b et une moitié supérieure identique (non représentée). Dans cette forme de réalisation, toutefois, les moitiés 15 70a, 70b du carter interne sont également divisées en .un certain nombre (quatre dans l'exemple représenté) de couronnes d'aubage 74, 75, 76, et 77, chacune de ces couronnes étant agencées de manière à recevoir l'une des rangées d'aubes fixes d'ajutage 41 (Figure 2)u 20 La couronne 74 est pourvue d'une paire de collerettes périphériques 78 et 79. La collerette 78, en fonctionnement normal est disposée en contact de support avec une nervure annulaire interne 81 formée dans l'enveloppe 73b et est pourvue d'un évidement annulaire 82. La collerette 79, en fonctionnement nor-25 mal, est disposée en contact de support avec un évidement annulaire 83 formé dans l'enveloppe 73b« La couronne 74 est pourvue d'une paire de cales 84 diamétralement opposées, serrées entre les collerettes horizontales accouplées 72. Les cales 84, sont elles-mêmes supportées sur 30 les collerettes horizontales 85 de la moitié ^3b de l'enveloppe extérieure, elles supportent effectivement la couronne 74 dans une position centrale par rapport à l'axe du rotor de turbine (non représenté), et empêchent le décalement rotatif. L'évidement 83 formé dans la moitié inférieure 73b empêche effectivement la 35 translation axiale de la couronne 74. Les autres-couronnes 75, 76, 77, sont formées et supportées de la même manière. Elles ont un diamètre croissant de gauche 69 21106 >-8- 2011596 a droite, pour l'adaptation d'aubes d'ajutage plus grandes utilisées dans les étages successifs de détente du fluide moteur, selon la technique connue. Les couronnes 74, 75, 76, 77 sont disposées face-à-face 5 en aboutement transversal mutuel d'étanchéité, mai» ne sont pas? réunies ensemble, on peut donc les retirer individuellement. Les Figures 6 et 7 illustrent les couronnes prêtes pour le retrait, la couronne 74 étant prête pour le retrait avant les autres. Par suite, chacune des couronnes 74 à 77, inclusivement, 10 a été soulevée verticalement a un faible degré par les paires individuelles de vis de soulèvement 87, 88, 89, et 90. Ces vis de soulèvement sont vissées dans des trous taraudés des cales 84, et portent vers le bas contre les collerettes horizontales 85 pour soulever leurs couronnes respectives. 15 Pour retirer la couronne 74, après avoir wissé les vis de levage 87 au degré requis pour soulever les collerettes 78 et 79 hors de contact avec la nervure 81 et de 1'évidement 83, de l'enveloppe extérieure, une première longueur 91 de chaîne à galets composés d'un certain nombre de galets reliés entre eux 20 (très semblable a une chaîne de bicyclette) est d'abord introduite dans l'espace annulaire compris entre la collerette périphérique 79 et l'évidement annulaire 83, par l'extrémité ouverte délimitée par ces éléments aux collerettes horizontales 72 et 85 des enveloppes interne et externe. On introduit alors une seconde lon-25 gueur de chaîne à galets 91 dans l'espace annulaire compris entre l'évidement périphérique 82 et la nertoure 81 d'enveloppe extérieure. Les deux chaînes à galets sont introduites dans la totalité de la moitié inférieure du carter interne ainsi que représenté à la Figure 7. On dévisse alors les vis 87 des cales 84 afin d'a-30 baisser la couronne interne 74 en contact de support sur les deux chaînes à galets 91. On enlèv.e alors les cales 84 des collerettes 72, afin de permettre le roulement de la couronne 74 sur les deux chaînes à galets 91. 35 Ainsi que dans la première forme de réalisation, on peut alors faire rouler la couronne 74 sur lraxe jr afin d'en amener la moitié inférieure à une position située au-dessus et 69 21106 -9- 2011596 dégagée" de la moitié inférieure 73b' de l'enveloppe extérieure, pour son démontage. De préférence, on effectué ce'roulement au moyen d'une paire de treuils à chaîne 92 et 93, de la manière décrite en référence à là première forme de réalisation# Après 5 réparation, on peut rémettre en place la moitié inférieure de la couronne 74 dans la moitié inférieure 73b dé l'enveloppe extérieure en inversant l'opération et en étant les deux chaînes à galets 91. Après avoir ainsi disposé la moitié inférieure de couronne, on peut mettre en place la moitié supérieure et fixer 1G la moitié inférieure et 1'enveloppe extérieure au moyen des calés 84. On peut démonter les autres couronnes 75, 76> 77, de la b£jok manière décrite en référence à la couronne 74. On peut faire rouler pour les dégager les couronnes 74 a 77 dans tout 15 ordre désiré. De plus, grâce à cet agencement, il suffit de démonter seulement celles des couronnes qui ont besoin de réparation. Dans ce cas, les vis de soulèvement 87, 88, 89 et 90 sont utilisées seulement en ce qui concerne les couronnes qui doivent être démontées. BAD original 69 21106 -10- 2011596 .REVENDICATIONS , V, 1. Appareil d'utilisation de_ fluide élastique comprenant ;un ïptor dispesé dans ur>é enveloppe interne de coupe transversale circulaire et montée dans une enveloppe extérieure, cha-5 cune :de - ces enveloppés étant divisée en moitiés supérieures et ; inférieures assemblées de manière démontable, appareil caractérisé par le fait qu'une partie au moins de cette enveloppe intérieure peut tourner à l'intérieur de la moitié inférieure de 1'envelo.ppe extérieure quand là moitié supérieure de cette der-1(3 nière est enlevée. 2. Appareil selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'un support à roulement- est associé de manière démontable à la moitié inférieure d'-enveloppe afin de supporter l'enveloppe intérieure de manière a en permettre la rotation. 15 3. Appareil selon revendication 2, caractérisé par le fait que la moitié inférieure de l'enveloppe extérieure est pourvue d'une ouverture au moins, destinée à recevoir un dispositif de support à galet passant.dans cette ouverture afin de supporter l'enveloppe Intérieure. 20 ' 4. Appareil selon revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la partie de surface périphérique externe de l'enveloppe interne et la partie de surface périphérique externe de^l'enveloppe externe délimitent conjointement une rainure périphérique destinée à recevoir un dispositif de support à roule-25 . ment. 5. Appareil selon revendication 4, caractérisé par le fait que l'agencement est pourvu de vis de levage pour soulever l'enveloppe interne et permettre l'introduction du dispositif de support à roulement. 30 6. Appareil selon revendication 4 ou 5, caractérisé par le fait, que le dispositif de support à roulement consiste en une chaîne à galets. BAD ORIGINAL