Brevet FR2011882A1 — publié le 19700313

La présente invention a pour objet un compresseur de. moteur à turbine à gaz, à écoulement axial et à étages multiples. Selon cette invention , le compresseur de moteur à turbine â gaz à écoulement axial et à étages multiples comporte des aubes rotoriques, montées cha-5 cune sur une plateforme disposée radialementà l'extérieur du rotor dont elle est espacée, et les plateformes se succédant axialement, des différents étages d'aubes rotoriques, étant contiguës, de manière à former une structure en tambour. Chacun® des plateformes peut supporter plusieurs aubes rotoriques d'un 10 même étage. De plus, ou en variante, chaque plateforme peut supporter plusieurs aubes rotoriques appartenant â des étages différents. De préférence, chacune des plateformes est raccordée par une structure de liaison à une racine, qui est montée dans un disque rotorique, cette structure 15 de liaison s'étendant radialement, à l'extérieur de ce disque rotorique. La structure de liaison peut être constituée par une pluralité d'entretoi-ses reliant la plateforme â la racine, chaque plateforme faisant corps avec son aube, ou ses aubes. Les plateformes se succédant angulaîrement peuvent être reliées à des 20 racines en contact les unes avec les autres, et qui sont montées dans une rainure commune présentée par un disque rotorique. L'invention est illustrée, à titre de simple exemple, par les dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 est une vue fragmentaire en plan d'une partie d'un compres-25 seur de moteur à turbine à gaz à écoulement axial et à étages multiples, réalisé selon la présente invention ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un assemblage d'aubes, constituant une partie du compresseur représenté figure 1 ; - la figure 3 est une vue fragmentaire en plan d'une partie d'une autre 30 réalisation d'un compresseur de moteur à terbine à gaz à écoulement axial et à étages multiples, conforme à l'invention. - les figures 4 et 5 sont, respectivement, des vues en élévation et en plan d'un assemblage d'aubes, constituant une partie du compresseur représenté figure 3 ; 35 - la figure 6 est une vue fragmentaire en coupe, à travers une partie 69 17769 2 2011882 d'une autre réalisation d'un compresseur de moteur à turbine à gaz à écoulement axial et à étages multiples, conforme.à la présente invention ; - les figures 7 et 8 sont des vues en coupe prises, respectivement, * suivant les lignes 7-7 et 8-8 de la figure 6 ; et 5 - la figure 9 est une vue en plan prise dans la direction de la flèche 9 de la figure 6. En se référant tout d'abord à fa réalisation des figures 1 et 2, un compresseur de moteur à turbine à gaz haute pression 10, cr écoulement axial et à étages multiples, comprend des disques rotoriques 11, 12, qui sont portés par un arbre 10 13, chacun de ces disques 11, 12, étant équipé d'une pluralité d'assemblages d'aubes 14, angulaîrement espacés. Ainsi qu'on le voit mieux sur la figure 3, chaque assemblage d'aubes 14 comprend deux plateformes 15, 16, adjacentes, se succédant angulaîrement, qui sont en contact l'une avec l'autre, et qui s'étendent dans la direction de 15 l'axe du compresseur." Les plateformes 15,16, sont rendues respectivement solidaires, par l'intermédiaire d'une pluralité d'entretoîses 17, de parties de racine 20, 21, constituant collectivement une raciné en "sapin" et qui sont montées dans une rainure commune 22 se présentant respectivement dans le disque rotorique 11,12. 20 La plateforme 15 est équipée de deux aubes rotoriques 23, 24, qui sont montées sur celle-ci, dont elles forment partie intégrante, tandis que la plateforme 16 est équipée, de manière similaire/ de deux aubes rotoriques 25, 26. Les aubes 23, 25, constituent des éléments d'un même étage rotorique, tandis que les aubes 24, 26, constituent des'éléments d'un étage rotorique différent, c'est-à-25 dire d'un étage rotorique voisin;Aî nsî, chacune dés plateformes 15, 16, supporte des aubes appartenant cr deux étages voisins. Les entretoises 17, au moyen desquelles chacune des plateformes 15, 16, est disposée radiaiement à l 'extérieur du disque rotorique 11, 12, et est écartée 'de celui-cî., s'étendent radialement à l'extérieur de ces disques 11, 12, sur une 30 longueur correspondant à 50% au moins dë la longueur radiale de£ aubes rotoriques 23 à 26, et qui est susceptible, eri fait, d'égaler cette dernière. Ainsi que le montre lû figure 1, chacun des plateformes 1 5, portant deux étages consécutifs d'aubes 23, 24, est en contact avec la plateforme 15 qui lui succède axialement, laquelle porte les deux étages imrnédiatement' suivants d'au-35 bes rotoriques 23, 24, les plfateformes 15 se succédant axialement étant en conta- 69 17769 3 2011882 et par leurs bords adjacents 27, de manière à former une structure en tambour. De la même manière, les plateformes 16 se succédant axialement sont en contact par leurs bords adjacents. Le compresseur 10 est également équipé d'aubes statoriques 28. 5 La structure décrite ci-dessus présente un certain nombre d'avantages. Dans un compresseur classique, il existe un rebord annulaire entre les disques rotoriques voisins auxquels il est soudé, et qui forme avec les extrémités radiales des disques statoriques voisins, une fente annulaire. Dans cette fente annulaire s'étend une chemise intérieure annulaire comportant des garnitures 10 d'étanchéité coopérant avec des garnitures d'étanchéité correspondantes, se présentant sur le rebord annulaire . Dans le cas de la structure représentée sur les figures 1 et 2, les plateformes 15 , 16, se succédant axialement, étant en contact, et formant une structure en tambour, les pertes d'étanchéité qui se produisent habituellement à travers ladite fente circulaire, ainsi que l'échauffement 15 des disques rotoriques dû au frottement de l'air, sont évités, tandis qu'il n'est pas nécessaire d'équiper les aubes statoriques 28 de ladite chemise intérieure, pour que leur rendement sort amélioré. La disposition des entretoises 17 radialement allongées, procure également l'assurance que l'air qui est échauffé par compression dans le compresseur 20 10, est maintenu très à l'écart des disques rotoriques ÎT et 12. Ceci présente un avantage particulier dans un compresseur haute pression, ayant un rapport de compression global élevé, du fait que la température de l'air à son extrémité aval nécessiterait, autrement, que les disques rotoriques soient réalisés en des matériaux résistant à une haute température, qui sont lourds et onéreux. Bien que, 25 dans la construction représentée dans les figures 1 et 2, il soit nécessaire d'utifi-ser des aubes et entretoises un peu plus lourdes qu'à l'ordinaire, il est également possible d'employer pour les disques rotoriques, des matériaux plus légers que dans un autre cas, et de réaliser ainsi une économie sur le poids global. L'utilisation d'entretoises radialement allongées aurait normalement pour effet un 30 accroissement du volume de la fente annulaire mentionnée plus haut, et, par conséquent, une augmentation des pertes d'étanchéité jusqu'à des valeurs inacceptables. Toutefois, étant donné que, dans la consturction des figures T et 2, fes-dites fentes annulaires sont supprimées, il devient possible d'utiliser lesdites entretoises allongées. 35 Par ailleurs, la présente de ces entretoises radialement allongées soulève 69 17769 2011882 rait des difficultés quand il s'agirait de trouver, â la périphérie du disque rotorique, un espace suffisant pour monter chaque aube rotorique individuellement dans celui-ci. Toutefois, ce problème d'espace est résolu du fait que chacune des parties 20, 21, de la racine, porte plusieurs aubes rotoriques. En même 5 temps, du fait que la partie de racine peut être coulée d'une seule pièce avec ses entretoises, sa plateforme et ses^ aubes, l'assemblage du compresseur est simplifié, en raison de la réduction du nombre de pièces entrant dans celui-ci. Dans la réalisation représentée sur les figures 3 à 5, un compresseur de moteur à turbine à gaz 30-â écoulement axial et à étages multiples, comporte 10 des disques rotoriques 31, 32, qui sont portés par un arbre 33, chacun de ces disques étant équipé d'une pluralité d'ensembles d'aubes 34, espacés augulaire-ment. Chacun des ensembles d'aubes 34 est équipé de quatre aubes rotoriques 35 (voir figures 4 et 5) formant partie intégrante avec une plateforme commune 36, sur laquelle elles sont montées. Les aubes rotoriques 35 font toutes partie d'un 15 étage rotorique commun. La plateforme 36 de chacun des ensembles d'aubes 34 , est reliée à une racine 40, par une pluralité d'entretoises 41. Les entretoises 41, au moyen desquelles chacune des plateformes 36 est disposée radialemenï, à l'extérieur des disques rotoriques 31, 32, et est espacée de ceux-ci, s'étendent radialement è 20 l'extérieur de ces disques, sur une longueur supérieure à celle des aubes rotoriques 35. Le compresseur 30 est également équipé d'aubes statoriques 42. Ainsi que le montre la figure 3, les plateformes 36 se succédant axialement, des différents étages d'aubes rotoriques 35, sont en contact, de manière à 25 former une structure en tambour. Dans la réalisation représentée sur les figures 6 à 9, un compresseur de moteur à turbine à gaz 43 à écoulement axial et à étages multiples (figure 6) comporte une pluralité de disques rotoriques 44, équipés chacun d'une pluralité d'ensembles d'aubes 45, angulaîrement espacés. Chacun des ensembles d'aubes 45 30 comporte deux aubes 46, 47, constituant des éléments d'étages rotoriques différents, et faisant corps avec une plateforme commune 50, sur laquelle elles sont montées. La plateforme 50 fait elle-même corps avec les entretoises 51, 52, 53, qui servent à la reliera la racine 54, au moyen de laquelle l'ensemble d'aubes est monté dans le disque 44. 35 Les entretoises 51, 52, 53, au moyen desquelles chacune des plateformes 69 17769 2011882 50 est disposée radialement & l'extérieur du disque rotorique 44, et est écartée . de celui-ci, s'étendent à l'extérieur de ce disque, sur une longueur radiale supérieure à celle des aubes rotoriques 46 et 47. Ainsi que le montre la figure 6, chacune des plateformes 50, qui porte 5 deux étages successifs d'aubes rotoriques 46, 47, est en contact avec la plateforme 50 qui lui succède axialement, et qui porte les deux étages successifs suivants d'aubes rotoriques 46, 47, les plateformes 50 se succédant axialement étant en contact par leurs bords adjacents 55, de manière à former une structure en tambour. 10 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux termes de la description qui précède, mais elle en comprend, au contraire, toutes les variantes â la portée d'un homme de métier. 69 17769 6 2011882 Revendications 1 . Compresseur de moteur à turbine à gaz à écoulement axial et à étages multiples, comportant des aubes rotoriques montées chacune sur une plateforme, qui est elle-même disposée radialement à l'extérieur d'un élément rotorique, et est espacée de celui-ci, caractérisé en ce que les plateformes des 5 différents étages d'aubes rotoriques, se succédant axialement, sont en contact de manière à "former une structure en tambour. 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque plateforme porte-une pluralité d'aubes rotoriques du même étage. 3. Compresseur selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que 10 chaque plateforme porte une pluralité d'aubes rotoriques d'étages différents. 4. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque plateforme est reliée par une structure de liaison â une partie de racine qui est montée dans un disque rotorique, cette structure de liaison s'étendant radialement à l'extérieur du disque rotorique. 15 5. Compresseur selon la revendication 4,,caractérisé en ce que la structure de liaison est constituée par une pluralité d'entretoises. 6. Compresseur selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque plateforme fait corps avec son aube ou ses aubes, l a structure de liaison, et la partie de racine. 20 7. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les plateformes se succédant angulaîrement sont reliées aux parties de racine qui sont en contact et qui sont montées dans une rainure commune se présentant dans un disque rotorique.