Brevet FR2426150A1 — publié le 19791214

La présente invention concerne un rotor pour machines à flux de fluide pourvues d'aubes. On sait que les rotors de ce type comprennent une rangée annulaire d'aubes partant d'une surface circonférentielle du corps d'un rotor, les aubes ayant chacune une racine prise dans une fente à la périphérie du corps. La fente comprend un fond élargi avec lequel coopère une partie de l'aube élargie dans des proportions correspondantes pour permettre à l'aube de résister à la force centrifuge. Le corps du rotor peut être constitué par un tambour comportant une unique gorge circonférentielle destinée au support de toutes les aubes de la rangée, la gorge comprenant une fente par laquelle les aubes sont insérées ou retirées une à une. Si une aube individuelle doit être retirée, il est nécessaire de faire glisser les aubes autour de la gorge jusqu'a ce que l'aube en question vienne en correspondance avec la fente. En d'autres termes, il n'est pas possible de retirer l'aube directement. Dwautres mesures doivent être prises pour fermer la fente quand toutes les aubes sont assemblées. Un but de la présente invention est de proposer un rotor écartant ces difficultés. En variante, le corps du rotor peut être constitué par un disque pnurvu sur sa périphérie de gorges généralement axiales, chaque gorge recevant une aube. Les gorges sont ouvertes sur les catés axiaux du disque pour faciliter la fabrication et permettre l'insertion et le retrait des aubes. Le matériau du disque situé entre deux gorges de ce type constitue une masse centrifuge qui n'est pas consolidée, en ce qui concerne les contraintes dues à la force centrifuge, par une continuité périphérique. Un autre but de l'invention est de surmonter ou de réduire cette difficulté. Selon l'invention, il est proposé un rotor pour machines à flux de fluide pourvues d'aubes, comprenant une rangée annulaire d'aubes fixées sur la surface circonférentielle du corps d'un rotor, chaque corps comprenant pour chaque aube une gorge ouverte dans sa surface, la gorge comprenant une partie supérieure adjacente à la surface et une partie de fond plus large que la partie supérieure de manière à constituer à sa jonction avec la partie supérieure deux butées faisant face au fond de la gorge, ladite partie de fond étant courbée en arc autour d'un axe situé radialement à I'extérieur de la surface de manière que la partie de fond comprenne des extrémités ouvertes à la surface, chaque aube comprenant une racine coopérant avec la gorge, la racine comprenant un collet disposé- dans la partie supérieure de la gorge, la racine comprenant par ailleurs une partie élargie disposée dans la partie de fond de la gorge et des épaulements qui coopèrent avec les butées, la partie élargie étant recourbée selon la courbure de la zone de fond de manière que la racine puisse être dégagée de la gorge en faisant tourner l'aube autour de l'axe. II est clair que, selon la présente invention, on peut retirer ou inserer directement les aubes dans leurs gorges respectives et qu'il est donc relativement facile de retirer les aubes individuelles. De meme, du fait que les extrémités de la gorge sont ouvertes en direction de la surface circonférentielle, cette dernière peut comprendre des parties circonfôrentielles continues sur les côtés opposés pe la gorge et améliorer de ce fait la résistance périphérique du corps par comparaison avec celle d'un disque, comme mentionné ci-dessus. On décrira maintenant des modes de réalisation du rotor de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe-élévation d'un rotor d'un compresseur axial d'un moteur a turbine à gaz la figure 2 est une vue, à plus grande échelle, d'une partie de la figure 1 pour montrer des détails de l'invention la figure 3 est une coupe selon la ligne III-III de la figure 2 la figure 4 est une vue en plan de la figure 2 la figure 5 est une vue semblable à celle de la figure 2, mais montrant des détails d'un dispositif de verrouillage utilisé dans l'invention ; et la figure 6 est une vue en plan de la figure 5. Le compresseur représenté sur la figure 1 comprend-un corps de rotor constitué par un tambour 10 pourvu d'un axe de rotation 10A et d'une surface circonférentielle il formant la limite interne radiale du passage de flux 12 du compresseur. Le compresseur comprend plusieurs étages 13 au niveau de chacun desquels est prévue une rangée annulaire d'aubes 14 partant de la surface 11. Si l'on se reporte aux figures 2 à 4, le-corps 10 comprend, pour chaque aube 14, une gorge 15 comprenant une partie supérieure 16 ouverte à la surface il et définie par deux parois opposées 17. Par ailleurs, -la gorge 15 comprend une partie de fond 18 plus large que la partie supérieure 16 et définissant ainsi des butées 19 fraisant face au fond 20 de la gorge. L'ensemble de la partie constituant le fond, c'est-à-dire essentiellement les butées 19 et le fond 20, est courbé en arc autour d'un axe 15A situé radialement à I'extérieur de la surface ll. La géométrie de l'ensemble est telle que les extrémités 21 de la partie de fond sont ouvertes à la surface il où les extrémités 21 se rejoignent à la partie supérieure 16 (figure 4). Chaque aube 14 comprend une surface aérodynamique 22 s'étendant dans le passage 12 et une racine 23 coopérant avec l'une des gorges 15 pour fixer la surface aérodynamique au corps 10. La racine 23 comprend un collet 24 situé à la partie supérieure de la gorge et une partie élargie 25 comprenant des épaulements 26 faisant face aux butées i9. Quand, en cours de fonctionnement, l'aube 14 est sollicitée radialement vers l'extérieur par la force centrifuge,les épaulements 25 viennent coopérer avec les butées 19 et retiennent l'aube sur le corps 10.La partie élargie 24 de l'aube est courbée en arc de la même manière que la partie de fond 18, et il en résulte que l'aube peut être retirée du corps 10 en la faisant tourner simplement autour de l'axe 15A, la partie élargie 25 de l'aube étant alors coulissée le long de la partie de fond 18 de la gorge et retirée de la gorge par l'une des extrémités 21, comme indiqué en 14A sur la figure 2. La partie 22 de la surface aérodynamique forme l'angle de décalage habituel 27 (figure 4) avec l'axe lOA du corps 10. La racine 23 de l'aube comprend un plan de symérie 28 formant un même angle 27 avec l'axe IOA. La gorge 15 est pourvue du même plan de symétrie 28 que la racine 23. Cette racine 23 compend une surface 29 venant au ras de la surface il quand l'aube est engagée dans ce corps. Ainsi, il n'y a pas d'interruption significative de la surface du fait des gorges 15. En outre, l'aube 14 ne comprend pas la plate-forme qui était nécessaire dans les constructions de l'art antérieur. Normalement, un corps en forme de tambour,comprend, pour chaque étage d'aube, une gorge circonférentielle dans laquelle les racines sont engagées. Ceci signifie que les racines des aubes ne peuvent pas être pourvues du même angle de décalage que la surface aérodynamique et que l'aube doit avoir ce qu'on appelle une tplate-forme" pour réaliser la transition entre la surface. aérodynamique et la racine et pour couvrir les parties de la gorge circonférentielle qui ne sont pas recouvertes par les racines. Au lieu de s'appliquer à un corps en forme de tambour, l'invention peut s'appliquer également à des disques de rotor individuels supportant chacun un unique étage d'aubes. Dans ce cas, le pourtour du disque est pratiquement celui qui est représenté sur la figure 2, mais ne 5 1 étendant que sur une largeur A qui est plus large que la largeur B de la gorge de maniere à dôterminer des parties circonférentielles continues C conférant la résistance périphérique voulue au disque. Si on se reporte aux figures 5 et 6, on y voit une patte à ressort 30 destinée à fixer l'aube 14 en position dans la gorge 15. La patte est en général de forme arquée conforme à celle de la gorge 15 et elle est maintenue elle-même en position dans la gorge par un appendice 31- de -la patte pénétrant dans un évidement 32 au fond de la gorge. La patte 30 comprend deux sections 33,34, pourvues d'extrémités 33A, 34k s'engageant sous les surfaces 35 de l'aube. L'extrémité 33A est recourbée sur un coté pour s'écarteur de la fente 36 pratiquée dans l'aube. L'extrémité 33A est pourvue d'un prolongement 37 accessible en passant par un évidement 38 de la fente 35.Pour enlever l'aube, on pousse le prolongement 37 pour le dégager de llévidement et mettre en alignement ltextrémité 33A avec la fente 36. L'aube est ensuite retirée en la faisant tourner dans la direction qui fait passer la fente 36 par dessus la section 33. La rotation dans le sens inverse a pnur résultat l'engagement du prolongement 37 dans l'évidement 38. Comme lue montre la figure 5, la racine 23 peut être découpée pour produire les surfaces 35. Ainsi est laissée une partie relativement raccourcie 39 de la racine, permettant l'engagement contre les butées l9, mais ceci est suffisant du point de vue des contraintes tant que la partie raccourcie est en ligne avec le centre de gravité de la surface aérodynamique. Le rayon des épaulements 26 par rapport à l'axe 15A peut être légèrement plus important que le rayon des butées i9 pour permettre à l'aube de s'aligner facilement sur la position pro voquée par la force centrifuge et pour produire un effet amortisseur sur les vibrations de l'aube. Les gorges 15 peuvent être réalisées par fraisage ou par une technique connue d'usinage par roue à vis sans fin. Dans ce dernier cas, les gorges ont une forme hélicoïdale semblable aux dents d'une roue à vis sans fin. Les racines des aubes reçoivent une forme hôlicoidale correspondante produite par exemple Far un usinage lectro-chiique, REVENDICATIONS 1.- Rotor pour machines à flux de fluide à aubes, comprenant une rangée annulaire d'aubes s'étendant sur une surface circon férentielle du corps du rotor1 caractérisé en ce que le corps présent pour chaque aube une gorge ouverte sur ladite surface et comprenant une partie supérieure adjacente à ladite surface et une partie de fond plus large que la partie supérieure de manière à former à sa jonction avec la partie supérieure deux butées faisant face au fond de la gorge, en ce que le fond est courbé en arc par rapport à un axe situé radialement à I'extérieur de la surface de sorte que la partie de fond comprend des extrémités ouvertes sur ladite surface, en ce que chaque aube comprend une racine coopérant avec la gorge, la racine comprenant un collet situé à la partie supérieure de la gorge, la racine comprenant en outre une partie élargie disposée dans la partie de fond de la gorge et des épaulements pouvant coopérer avec les butées, et en ce que la partie élargie présente une courbure correspondant à la courbure de la zone de fond de sorte que-la racine puisse être dégagée de la gorge en faisant tourner l'aube autour dudit axe. 2.- Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que la racine de chaque aube comprend une surface qui est en alignement avec la surface circonférentielle du corps du rotor1 quand la racine est engagée dans la gorge, et en ce que l'aube comprend une surface aérodynamique partant de la surface en alignement avec la racine. 3.- Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aube comprend une surface aérodynamique dont l'extrémité interne radiale est située à proximité de la surface circonférentielle du corps du rotor et forme un angle de décalage avec l'axe du corps du rotor, et en ce que la gorge et la racine sont symétriques par rapport à un plan formant le même angle avec l'axe. 4.- Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce que les gorges sont disposées selon une direction oblique par rapport à l'axe du corps du rotor, et en ce que le corps du rotor comprend une partie circonférentielle continue adjacente à chaque extrémité de la gorge. 5.- Rotor selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour fixer les aubes au corps dans leur position d'engagement entre les racines et les gorges. 6.- Rotor selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits moyens comprennent pour chaque gorge une patte pourvue d'une partie coopérant avec un évidement de la gorge et une partie coopérant avec la racine pour empêcher l'aube de tourner.