Brevet FR2565297A1 — publié le 19851206

L'invention concerne de manière générale un moteur à turbine à gaz et, plus particulièrement, des moyens de retenue d'aubes dans un compresseur pour un tel moteur à turbine à gaz. Les moteurs à turbine à gaz comportent générale- ment un compresseur pour comprimer l'air s'écoulant à tra- vers le moteur, une chambre de combustion dans laquelle le combustible est mélangé avec l'air comprimé et enflammé pour former un courant de gaz d'énergie élevée, et une turbine qui comprend un premier rotor pour entraîner le compresseur. En plus, de nombreux moteurs à turbine à gaz sont du type à turbosoufflante dans lequel une soufflante située à l'avant du compresseur est entraînée par un second rotor de turbine. La soufflante produit un écoulement qui contourne le com- presseur, la chambre de combustion et la turbine pour four- nir la propulsion. Lors de l'assemblage de ces moteurs à turbine à gaz, le compresseur avec ses nombreuses aubes rotatives et aubes fixes est, classiquement, assemblé séparément de la soufflante. Les aubes rotatives s'étendent radialement vers l'extérieur à partir de disques qui sont fixés au rotor du premier compresseur. Les aubes fixes sont interposées entre les étages successifs d'aubes rotatives et s'étendent radia- lement vers l'intérieur à partir d'un carter de compresseur. -2 - La soufflante comporte un élément structurel au- quel on peut fixer le carter de compresseur pendant le mon- tage. De manière à réunir ensemble le compresseur et la soufflante, il est habituel de munir l'extrémité avant de carter de compresseur d'un flasque dirigé radialement de manière à réaliser une surface de fixation à l'1élément structurel de soufflante. Par exemple, des boulons axiale- ment dirigés peuvent traverser l'élément structurel et ce flasque pour réaliser cette fixation. De tels flasques sont efficaces pour le but décrit ici, mais ajoute du poids au moteur. Les aubes fixes de stator de compresseur sont fi- xées par une extrémité du pied au carter du compresseur. Au point de fixation de chaque pied d'aube au carter du com- presseur, le pied pénètre dans le carter et est retenu par un bossage formé sur le côté extérieur du carter. Chaque aube nécessite un bossage pour son maintien. Dans les gril- les d'aubes à facteur de plénitude élevé, c'est-à-dire les grilles d'aubes comportant un nombre relativement élevé d'aubes, le nombre de bossages devient si élevé que l'utili- sation d'une bride continue ou anneau comportant des trous individuels pour chaque pied d'aube devient économique. De manière à améliorer le rendement du moteur pour toutes les conditions de fonctionnement, il est habituel de fournir des moyens de manoeuvre pour les aubes fixes de sta- tor de compresseur. Ces moyens de manoeuvre sont fixés de manière classique à une extrémité du pied de l'aube et ont pour effet de modifier le pas de l'aube en faisant tourner l'aube autour d'un axe d'aube. Le moyen de manoeuvre a aussi pour effet de limiter la quantité de variation du pas ainsi que de fournir une retenue radiale pour chacune des aubes. Dans le cas d'une défaillance des moyens de manoeuvre, une aube peut vriller sur son axe créant ainsi des vibrations et d'autres problèmes. La présente invention a pour buts de réaliser: -3 - de nouveaux moyens perfectionnés de retenue d'aube de stator; - un carter de compresseur ayant un faible poids; - des moyens de retenue d'aube de stator à sécuri- S té intégrée qui à la fois réalisent la retenue radiale et limitent l'étendue du déplacement autour de l'axe de l'aube. Selon un mode de réalisation, la présente inven- tion comporte des moyens de retenue d'aubes de stator pour utilisation dans un compresseur d'un moteur à turbine à gaz. Le compresseur comprend un carter avec des premier et deu- xième éléments annulaires, et une série d'aubes fixes, cha- que aube fixe ayant un axe et un pied pour le montage sur le carter. Les moyens de retenue d'aube fixe comportent une première bride s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du premier élément, et une deuxième bride s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du deuxième élément. La deuxième bride comporte une série d'évidements s'étendant radialement. Les brides sont adaptables de sorte que la pre- mière bride entoure les évidements de la seconde bride, for- mant ainsi une série de trous s'étendant radialement. Chaque trou est adapté pour recevoir une des extrémités de pied d'aube. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention les moyens de retenue d'aube fixe comportent en outre une série de boulons s'étendant axialement à travers les brides et intersectant une découpe dans chacune des ex- trémité de pied d'aube pour fournir ainsi un moyen de rete- nue radial de chacune des aubes. La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: - Figure 1, une vue schématique d'un moteur à tur- bine à gaz avec des moyens de retenue d'aube fixe de stator de compresseur selon un mode de réalisation de la présente invention; - Figure 2, une vue en perspective des moyens de - 4 - retenue d'aube fixe de stator selon un mode de réalisation de la présente invention; - - Figure 3, une vue prise selon la flèche 3 de la figure 2; - Figure 4, une vue prise selon la ligne 4-4 de la figure 3. La figure 1 représente une vue éclatée d'un moteur à turbine à gaz 12 avec une soufflante 14 et un compresseur 16. Le compresseur 16 comprend un carter annulaire 18 qui supporte une série d'aubes fixes 20. Le carter 18 entoure aussi les aubes de rotor 22 et forme la limite extérieure d'un trajet d'écoulement d'air 24 vers le compresseur 16. Lors de l'assemblage du moteur 12, le compresseur 16 avec ses différentes aubes fixes 20 et aubes mobiles 22 est clas- siquement monté séparément de la soufflante 14. L'extrémité avant du compresseur 16 est reliée à la soufflante 14 comme on le montrera plus en détail figure 2. La figure 2 représente le carter 18 séparé circu- lairement en un premier élément annulaire 26 et un deuxième élément annulaire 28. Bien que le premier élément annulaire 26 forme une partie du carter 18, il est fixé de manière intégrale à l'élément structurel-de soufflante 30 ou autre- ment dit brasé ou soudé à ce dernier. Le premier élément annulaire 26 comporte une première bride 32 qui s'étend ra- dialement vers l'extérieur à partir de ce premier élément. Le deuxième élément annulaire 28 comporte une deuxième bride 34 qui s'étend radialement vers l'extérieur à partir du deu- xième élément annulaire 28. Ensemble, les première et deu- xième brides 32 et 34 constituent les moyens de retenue d'aube de stator 36. Dans le mode de réalisation représenté, la deuxiè- me bride 34 comporte une série d'évidements s'étendant ra- dialement 38. Les brides 32 et 34 sont adaptées pour coopé- rer de la manière représentée de sorte que la première bride 32 couvre et enferme chaque évidement 38 de la seconde bride - - 34. On forme, ainsi, une série de trous 40 s'étendant radia- lement. Chaque trou 40 a une dimension telle qu'il puisse recevoir une extrémité de pied 42 d'aube de stator 20. Cha- que pied 42 s'étend à travers un trou 40 et est fixé à son extrémité radialement extérieure au moyen de manoeuvre d'au- be fixe 44. Une autre caractéristique de la présente inven- tion, qui fait partie des moyens de retenue d'aube de stator 36, consiste en moyens de fixation représentés en figure 2 sous la forme de boulons 46. Chaque boulon 46 s'étend axia- lement à travers les première et deuxième brides 32 et 34 pour fixer ces brides l'une à l'autre. Comme représenté figure 2 et plus en détail figures 3 et 4, lorsque chaque boulon 46 traverse les brides 32 et 34 il intersecte une partie de découpe 48 sur le pied 42. Le boulon 46 et la découpe 48 coopèrent ainsi pour fournir une retenue radiale de l'aube 20. La découpe 48 ne s'étend pas complètement autour du pied 42. Plutôt, elle s'étend seulement en partie autour du pied 42 et a une forme de croissant 50, représenté figure 3. En fonctionnement, les moyens de manoeuvre d'aube 44 réalisent un mouvement de rotation autour de l'axe d'aube 52. Les moyens de manoeuvre d'aube 44 peuvent aussi bien fournir une retenue radiale de l'aube 20 que régler le degré de rotation de cette aube. Cependant, les boulons 46 coopè- rent avec la découpe 48 pour fournir des moyens redondants tant pour la retenue radiale de l'aube ainsi que pour limi- ter le degré de mouvement de rotation de l'aube autour de l'axe 52. Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention n'est pas limitée au mode de réalisation spécifique décrit et représenté ici. Pas plus que l'inven- tion n'est limitée à des moyens de retenue d'aube de stator dans lequel une bride seulement a des évidements s'étendant radialement. Plutôt, l'invention s'applique également aux -6- moyens de retenue d'aube dans lequel les deux brides ont des évidements s'étendant radialement et sont adaptées pour coo- pérer de sorte que les évidements correspondants forment un trou pour recevoir une extrémité de pied d'aube de stator. On admettra que les dimensions et les relations proprotionnelles et structurelles représentées sur les figu- res ne sont données qu'à titre d'exemple seulement et que ces représentations ne doivent pas être considérées comme les dimensions ou les relations proportionnelles structurel- les réelles utilisées pour les moyens de retenue d'aube de stator de la présente invention. 7- REVENDICATIONS 1. Dans un compresseur (16) comportant un carter (18) avec des premier et deuxième éléments annulaires (26) et (28), et une série d'aubes fixes (20) , chaque aube ayant un axe d'aube (52) et un pied permettant le montage sur le carter (18), des moyens de retenue d'aubes de stator carac- térisés en ce qu'ils comportent: - une première bride (32) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du premier élément (26); - une deuxième bride (34) s'étendant radialement vers l'extérieur à partir du deuxième élément (28), la deu- xième bride comportant une série d'évidements (38) s'éten- dant radialement; dans lequel les brides sont adaptées pour coopérer de sorte que la première bride entoure les évidements for- mant ainsi une série de trous (40) s'étendant radialement, chacun de ces trous étant adapté pour recevoir un pied d'aube (42). 2. Moyens de retenue d'aubes de stator selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils comportent en outre des moyens de fixation pour réunir les brides (32, 34). 3. Moyens de retenue d'aubes de stator selon la revendication 2, caractérisés en ce que les moyens de fixa- tion comportent une série de boulons (46) s'étendant axiale- ment à travers les brides (32, 34) et intersectant une dé- coupe (48) de chacun des pieds d'aubes (42) réalisant ainsi une retenue radiale pour chaque aube. 4. Moyens de retenue d'aubes de stator selon la revendication 3, caractérisés en ce que la découpe (48) a une forme telle qu'elle permette un mouvement de rotation limité de l'aube autour de l'axe d'aube (52).