Brevet FR2624555A1 — publié le 19890616

La présente invention concerne une aube fixe pour moteur à tur- bine à gaz, le terme "aube fixe" englobant ici les aubes de guidage de sortie, les aubes de distributeur et les mâts de liaison à profil aérodynamique. Les aubes fixes telles que les aubes de distributeur, placées dans les zones les plus chaudes des moteurs, ont dû faire face à des conditions de plus en plus sévères au fur et à mesure qu'augmentait la température de combustion dans le moteur, ce qui a abouti récemment à une situation dans laquelles les pla- teaux ou bandages de ces aubes sont devenus la source de graves difficultés. C'est ainsi que les bandages qui supportaient diverses charges provenant des parties du stator profilées aerodynamiquement devaient nécessairement avoir une épaisseur considérable et leur refroidissement en était difficile. La présente invention réalise une structure d'aube fixe dont les bandages pourront être assez minces, donc assez faciles à refroidir. L'aube fixe pour moteur à turbine à gaz selon l'invention compor- te une partie profilée aérodynamiquement et deux bandages interne et externe que traverse la partie profilée aérodynamiquement pour former des crêtes, et au moins un organe de mantage saillant d'une des crêtes et pouvant s'engager avec la structure porteuse de façon qu'en cours de fonctionnement les charges soient transmises directement de la partie profilée aérodynamiquement à la structure por- teuse par la crête et l'organe de montage. De préférence, les organes de montage comportent une paire de clabots saillant des surfaces latérales opposées du profilé aérodynamique et pou- vant être réunis par un voile se prolongeant à l'intérieur creux du profilé aérody- namique et le divisant. Les organes de montage pourront s'engager directement avec la structure porteuse. L'invention est décrite ci-après en détail en se référant à un exemple préféré, non limitatif, de réalisation représenté sur les dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique d'un moteur à turbine à gaz équipé d'aubes fixes selon l'invention; - la figure 2 est une coupe axiale du montage de l'aube fixe du moteur de la fi- gure 1; et - la figure 3 est une vue en perspective du bandage externe des aubes de la figure 2. 2 2624555 La figure 1 montre un moteur à turbine à gaz 10 comprenant une partie compresseur 11, une partie chambres de combustion 12, une partie turbine 13 et une tuyère d'éjection 14. L'enveloppe du moteur est écorchée à l'extrémité aval de la partie chambres de combustion 12 pour laisser apparaître l'extrémité aval d'une chambre de combustion 15, une aube de distributeur 16 et le rotor 17 de la turbine. Ces éléments sont mieux visibles dans la coupe à plus grande échelle de la figure 2. On y voit que l'extrémité aval de la chambre de combustion 15 comporte un flasque interne 17 et un flasque externe 18 établissant un contact étanche au moyen de fils métalliques d'étanchéité 19 et 20, respectivement, avec des flasques avant 21 et 22 partant des bandages interne et externe 23 et 24 de 1' aube de distributeur 16. Les bandages 23 et 24 comportent également des flasques d'étanchéité arrières 25 et 26, le flasque interne 25 établissant un joint étanche avec un organe d'étanchéité élastique 27 au moyen d'un autre fil métallique d'étanchéité 28, tandis que l'étanchéité entre le flasque externe 26 et la structu- re fixe 30 du moteur est assurée par un organe annulaire élastique 29. Pour permettre le montage de l'aube et la soutenir contre les char- ges aérodynamiques, sa partie profilée aérodynamiquement 31 dépasse le bandage interne 23 vers l'intérieur et le bandacae _xterne 24 vers 'extérieur de taç on former des crêtes profilées aérodynamique- ment 32 et 33 parfajtement visibles, ainsi que leurs accessoires, sur la figure 3. Des organes de montage comprenant des clabots d'une seule pièce dvec ces crêtes 32 et 33 dépassent de celles-ci; deux de ces clabots 34 et 35 dépassant de la crê- te 33 sont visibles sur la figure 3 et un autre clabot 36 dépassant de la crête 32 est visible sur la figure 2. Sur la figure 3 on peut voir que les clabots 34 et 35 sont arcboutés l'un contre l'autre par une paire de contreforts obliques dont l'un seulement 37 est visible sur la figure 3 et qui agissent à leur tour sur un voile 38 s'étendant dans l'intervalle creux séparant les surfaces latérales du profilé aérodynam'que 31 de l'aube de distributeur. Il est entendu qu'un dispositif semblable équipe le bange interne. Chaque clabot comporte une partie échancrée lui permettant de s'engager avec la structure porteuse. Par exemple la partie échancrée 39 du clabot , visible sur la figure 3, permet au clabot d'entrer en prise avec une saillie 40 faisant partie d'une couronne porteuse 41, elle-même jointe à la structure fixe du moteur. 3 2624555 De même les clabots internes entrent en prise avec les saillies d'un organe porteur 42 faisant lui-même partie, dans l'exemple représenté, de la structure porteuse du moteur. On voit que les charges en direction circonférentielle et axiale sur lesprofilés aérodynamiques sont transmises directement à travers les bandages, des profils 31 aux crêtes 32 et 33, donc directement aux clabots et à la structure fixe du moteur. Les bandages 23 et 24 n'ont à supporter que des charges assez réduites telles que celles does à des différences de pression entre leurs deux faces. Dans le mode de réalisation représenté, les aubes sont décrites comme des éléments séparés mais pourront, évidemment, être réalisées par groupes de deux ou trois, par exemple, ou sous forme d'aubes indépendantes réunies par un procédé métallurgique. On notera que, dans la présente invention, le montage de la partie profilée aérodynamiquement de l'aube de distributeur et son soutien contre les forces aérodynamiques sont complètement indépendants de la réalisation d'un joint étanche entre les extrémités avant et arrière de cette aube et les structures adjacentes. C'est ainsi que le mode de réalisation décrit comporte des flasques de jonction avant et arrière total.ement indépendants des organes de montage de l'aube. L'avantage qu'on peut en retirer est que le dispositif de montage n'a pas besoin d'être constitué par une bride massive ininterrompue mais peut être formé par une pluralité de clabots séparés, directement rattachés au profil aérodynami- que d'o proviennent les forces; les flasques de jonction n.'ont pas besoin d'avoir une résistance mécanique intrinsèque élevée mais peuventêtre assez légers et de section assez mince. La réduction d'épaisseur des bandages et des flasques as- sociés diminue considérablement les difficultés éprouvées pour le refroidissement de cette zone. Il est évident que le mode de réalisation qui vient d'être décrit est susceptible de plusieurs modifications. Par exemple la façon de faire porter les profils aérodynamiques des aubes par les structures fixes peut ne pas avoir recours au clabotage décrit mais s'effectuer par boulons ou joints métallurgiques. On com- prendra également que le procédé de l'invention s'applique à tout stator de mo- teur à turbire à gaz même si les avantages obtenus sont moins accentués dans les cas ne nécessitant pas de refroidissement. On voit en outre, que du fait de la disposition des joints étanches aux extrémités avant et arrière des bandages, le dispositif de montage est placé dans une zone o la température est essentiellement indépendante de celle de l'écoulement gazeux du moteur dans cette zone. Cette dispositif décrite dans la demande de brevet britannique n 23.546/75 au même nom, procure des avantages considérables pour le montage de l'aube. Revendications 1.- Aube fixe de moteur à turbine a gaz comprenant une partie profilée aérodynamiquement, et des bandages interne et externe, caractérisée en ce que la partie profilée aérodynamiquement (31) traverse les bandages (23, 24) pour former des crêtes (32, 33), au moins un organe de montage (34, 35, 36) saillant de ces crêtes (32, 33) pouvant s'engager avec la structure porteuse (40, 41, 42) de façon qu'en cours de fonctionnement, les charges soient transmises directement du profilé aérodynamique (31) à la structure porteuse (40, 41, 42) par la crête (32, 33) et l'organe de montage (34, 35, 36) correspondants. 2.- Aube fixe selon la revendication 1, caractérisée en ce que les organes de montage comportent une paire de clabots (34, 35) saillant des parties des crêtes (33) correspondant aux surfaces latérales opposées du profil aérodynamique (31). 3.- Aube fixe selon une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que chacun des clabots (34, 35, 36) comporte une partie échancrée (39) pouvant se mettre en prise avec une saillie (40) de la structure porteuse (41). 4.- Aube fixe selon une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le profil aérodynamique (31) est creux et que les clabots (34, 35) sont réunis par une voile (38) pénétrant dans l'intérieur creux du profil aérodynamique et le divisant. -5.- Aube fixe selon une quelconque des revendications 2, 3 ou 4, caractérisée en ce que la structure porteuse comporte une couronne (41) d'o partent des saillies (40) pouvant chacune entrer en prise avec l'un des clabots (35). 6.- Aube fixe selon une quelconque des revendications 2, 3, 4 ou 5, caractérisée en ce que deux des clabots font saillie de la crête (32) de chaque profil aérodynamique traversant le bandage interne (23) et que deux des clabots (34, 35) font saillie de la crête (32) de chaque profil aérodynamique traversant le bandage externe (24). 7.- Aube fixe selon une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que chaque profil aérodynamique (31) est associé à ses propres bandages interne (23) et externe (24) séparés. 8.- Aube fixe selon une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce qu'une pluralité de profilés aérodynamiques sont associés à un bandage interne et à un bandage externe uniques.