Brevet FR2664944A1 — publié le 19920124

COMPRESSEUR FORME NOTAMMENT DE REDRESSEURS EN COURONNE ET PROCEDE DE MONTAGE DE CE COMPRESSEUR DESCRIPTION L'invention a trait à un compresseur formé notamment de redresseurs en couronne ainsi qu'au procédé de montage d'un tel compresseur. Les compresseurs de turbopropulseurs comprennent en effet des redresseurs fixés au stator qui sont constitués d'aubes fixes orientées sensiblement dans l'axe du compresseur. Chaque redresseur forme un étage situé entre deux étages d'aubes mobiles responsables de la compression qui sont fixées sur des circonférences du rotor. Sur la figure 1, le rotor et le stator sont référencés respectivement par les signes 1 et 2 ; R désigne les étages à redresseur et A les étages d'aubes mobiles. Les redresseurs 3 et les aubes fixes 4 qu'ils portent s'étendent normalement vers l'intérieur dans le sens radial jusque dans des creux 5 du rotor 2 afin de mieux canaliser le gaz comprimé, ce qui revient à dire que leur diamètre intérieur est inférieur au diamètre intérieur des aubes 6 solidaires du rotor 2. Le montage du compresseur est alors compliqué et la solution traditionnellement retenue, qui est exposée en particulier dans le brevet américain 2 995 294 et le brevet britannique 769 148, consiste à fabriquer le stator 1 en deux parties semi-circonférentielles la et lb munies de portées de bridage 7 longitudinales, comme le représente la figure 2.On commence alors par fixer les aubes fixes 4 aux moitiés la et lb du stator 1 avant de rapprocher ces dernières autour du rotor 2 par un mouvement radial, après quoi on peut les assembler. L'inconvénient de cette solution est que les portées de bridage 7 sont encombrantes et que le stator 1, de même que les redresseurs 3, possède une résistance réduite aux efforts induits notamment par la température et la pression quand le compresseur fonctionne. L'objet de l'invention est principalement la suppression des portées de bridage 7 grâce à une conception nouvelle du compresseur qui autorise un assemblage du stator et des redresseurs par des mouvements axiaux autour du tambour. Pour cela, le rotor se compose d'un tambour d'un diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur des redresseurs sur au moins un côté, selon la direction de l'axe du compresseur, desdits redresseurs, et d'entretoises comportant les portées circulaires sur lesquelles les aubes liées au rotor sont en appui ; ces entretoises s'étendent radialement entre le tambour et lesdites aubes. Dans ces conditions, les redresseurs peuvent être formés en couronne complète, c'est-à-dire comprendre une partie circonférentielle monobloc qui améliore sensiblement leur résistance. De manière analogue, le stator peut être composé d'éléments annulaires assemblés entre eux qui sont alors pourvus de moyens de maintien des redresseurs par emboîtement entre deux éléments annulaires voisins assemblés. Aucun élément d'attache tel que des boulons n'est donc nécessaire pour assembler les redresseurs. Les entretoises peuvent consister en plaques évidées pour permettre le passage d'une attache d'une aube au tambour et peuvent comprendre des moyens de butée axiale sur le tambour. Dans ces conditions, elles contribuent à la fixation des aubes sur le tambour sans débattement possible ainsi qu'à une bonne répartition circonférentielle de celles-ci. Le procédé de montage d'un compresseur consiste, pour chaque groupe constitué d'un étage à redresseur et d'un étage d'aubes mobiles, à successivement introduire le redresseur autour du tambour suivant un mouvement axial jusqu'à ce que le redresseur entre en butée contre un élément assemblé du stator, placer les entretoises de l'étage d'aubes mobiles adjacent au redresseur, monter les aubes dudit étage sur le tambour et les entretoises, introduire un nouvel élément de stator autour du tambour, de l'étage d'aubes et du redresseur suivant un mouvement axial jusqu'à ce que l'élément entre en butée contre le redresseur, et assembler le nouvel élément à l'élément assemblé du stator. On va maintenant décrire l'invention plus en détail à l'aide des figures suivantes annexées à titre illustratif et non limitatif - la figure 1 est une vue d'un compresseur suivant une coupe axiale ; - la figure 2 est une coupe transversale d'un compresseur selon l'art antérieur ; - la figure 3 est une vue analogue à la figure 1 d'un compresseur constitué selon l'invention ; - la figure 4 est une vue analogue en éclaté utile pour l'explication du montage du compresseur ; et - les figures 5 à 7 représentent certaines dispositions possibles pour l'invention. On passe à la figure 3. Chaque aube 6 liée au rotor 2 comprend, en se rapprochant de l'axe X du compresseur, une pale 8, une plaque d'appui 9, un pied 10 et une queue d'aronde 11. Ce type d'aubes est appelé "à pied marteau". Le rotor 2 est formé essentiellement d'un tambour 12 monobloc, éventuellement constitué de parties soudées, pourvu de gorges 13 circonférentielles pour loger les queues d'aronde 11 et qui comprennent une ouverture 14 étroite pour le passage des pieds 10. Le rotor 2 comprend également des entretoises 15 sensiblement en forme de plaques s'allongeant sur des arcs de circonférence et qui s'étendent suivant leur épaisseur entre le tambour 12 et les plaques d'appui 9.L'épaisseur des entretoises 15 est suffisante pour que les queues d'aronde 11 soient coincées dans la gorge 13 en direction de l'ouverture 14 et pour que les plaques d'appui 9 s'appuient sur La face externe 16 des entretoises 15, face qui constitue donc des portées circulaires d'appui pour les aubes 6. Les entretoises 15 possèdent, sur leurs deux faces extrêmes dans le sens de l'axe X, des rebords 18 et 19 munis de saillies qui pénètrent dans des recoins de forme correspondante du tambour 12 et des aubes 6. Tout débattement axial des entretoises 15 par rapport aux aubes 6 et au tambour 12 est ainsi évité. Les figures 5 et 6 illustrent la construction des étages d'aubes A dans le sens circonférentiel. Les entretoises 15 sont évidées pour permettre le passage des pieds 10. Sur la figure 5, chaque entretoise 15 est munie d'un évidement unique 20 en son centre dont la longueur, c'est-à-dire l'extension circonférentielle, est égale à la largeur du pied 10, de section quadrangulaire, dans le même sens. Tout jeu circonférentiel est ainsi éliminé. L'ouverture 14 a été représentée avec une partie élargie 21 qui permet l'introduction des queues d'aronde 11. La figure 6 montre une autre conception où l'évidement central 20 est remplacé par deux évidements ouverts 22 et 23 de plus petite longueur sur les bords des entretoises dans le sens circonférentiel. Chaque entretoise 15' ainsi constituée est bloquée entre deux pieds 10 consécutifs qui occupent les deux évidements ouverts 22 et 23. Les entretoises 15 et 15' en forme de plaque peuvent être en matériau composite afin d'amortir les vibrations, et elles sont de préférence légèrement précontraintes. Une autre conception envisageable, représentée à la figure 7, consiste à remplacer de telles entretoises 15 et 15' par des tresses 24 et 25 qui s'étendent de part et d'autre des pieds 10 sur deux circonférences du tambour 12. Les plaques d'appui 5 sont alors munies de bords tombants 26 et 27 circonférentiels et qui s'étendent radialement vers l'intérieur pour retenir les tresses 24 et 25. Les tresses 24 et 25 peuvent être notamment métalliques et leur emploi est envisagé si la température interdit l'emploi de matériaux composites. On revient à la figure 3 pour la description du stator 1 et des étages à redresseur R. Chaque redresseur 3 comprend une couronne extérieure 30 de retenue dans le stator 1 et une couronne intérieure 29 constituant une paroi de guidage du gaz comprimé prolongeant les plaques d'appui 5. Les couronnes 29 et 30 s'étendent sur une circonférence complète et, comme les aubes 4 fixes les relient et leur sont soudées, chaque redresseur 3 forme une structure en couronne monobloc. Afin de permettre son accrochage au stator 1, la couronne extérieure 30 comprend un premier rebord circonférentiel 31 dont la section est triangulaire à saillie axiale. La face externe 32 du premier rebord circonférentiel 31 est cylindrique et constitue une face d'appui. La couronne extérieure 30 comprend sur son côté axialement opposé un second rebord circonférentiel 33, dont la face externe 34 cylindrique pro longe la face externe 32 et qui comporte par ailleurs une face interne 35 cylindrique et une face d'extrémité 36 plane fournissant deux butées. Le stator 1 est composé d'éléments 40 de forme annulaire comprenant chacun une enveloppe 41 approximativement cylindrique dont la face interne 42 est au diamètre des faces externes 32 et 34 du redresseur 3 devant lequel ils doivent être situés. L'enveloppe 41 comprend à ses extrémités deux brides 43 et 44 s'étendant radialement vers l'extérieur pour la fixation à des brides semblables d'éléments 40 voisins. Enfin, les éléments 40 comportent une collerette interne 45 venant en face d'un étage d'aubes mobiles A pour canaliser le gaz comprimé et qui comporte d'un côté une encoche à section triangulaire recevant le premier rebord circonférentiel 31 d'un redresseur 3 et, de l'autre côté, deux faces destinées, en s'appuyant sur les faces 35 et 36 de butée d'un autre redresseur 3, à former une butée axiale et un maintien radial pour celui-ci. Le stator 1 comprend à ses extrémités deux éléments de raccordement 51 à la partie fixe 50 du compresseur, qui porte également les paliers du rotor 2. Chacun des éléments de raccordement 51 est constitué de manière à ne soutenir qu'un redresseur 3. On notera enfin que les collerettes internes 45 possèdent une face externe 52 autour de laquelle vient s'emboîter l'extrémité de la face interne 42 de l'élément 40 adjacent. Le montage du compresseur sera décrit à l'aide de la figure 4 et commence une fois que le tambour 12 a été installé sur la partie fixe 50. La première étape consiste à installer un premier étage d'aubes Al sur le tambour 12 tout en installant les entretoises correspondantes 15. Ensuite, l'élément de stator (ici un élément de raccordement 51) qui vient en face de cet étage d'aubes Al est boulonné sur la partie fixe 50. Il est alors possible d'amener, par un mouvement axial vers la droite sur la figure, le redresseur 3 du premier étage à redresseur R1 près de l'étage d'aubes Al qui vient d'être assemblé.Il suffit pour cela que le tambour 12 ait un diamètre constamment inférieur au diamètre intérieur de la couronne intérieure 29 du redresseur 3, du moins sur la partie du tambour 12 à gauche de l'emplacement définitif du redresseur 3 considéré. On fait entrer les faces interne et d'extrémité 35 et 36 du redresseur 3 contre les faces correspondantes de l'élément de raccordement 51, après quoi il est possible d'installer le second étage d'aubes A2 dans les mêmes conditions que le premier. Ensuite, un élément 40 est introduit autour du tambour 12 et déplacé axialement vers la droite jusqu a ce que l'encoche à section triangulaire de sa collerette interne 45 vienne buter contre le premier rebord circonférentiel 31 du redresseur 3 et compléter ainsi l'emboîtement de ce dernier dans le stator 1. La face interne 42 de l'enveloppe 41 s'est entre-temps emboîtée autour des faces externes 32 et 34 du redresseur 3 et de la face externe 52 de l'élément de raccordement 51. La bride 44 est boulonnée à la bride de l'élément de raccordement 51 et à la partie fixe 50. On recommence ensuite les mêmes étapes en reprenant au montage du redresseur de l'étage R2, et ainsi de suite jusqu'à ce que le compresseur soit complètement assemblé. REVENDICATIONS 1. Compresseur formé d'un rotor (2), d'un stator ~(1), d'étages d'aubes (A) montés sur le rotor (2) et d'étages à redresseur (R) montés sur le stator (1) entre les étages d'aubes (A), les aubes (6) étant en appui sur des portées circulaires du rotor (2) ayant un diamètre supérieur au diamètre intérieur des redresseurs, caractérisé en ce que le rotor se compose d'un tambour (12) de diamètre extérieur inférieur au diamètre intérieur des redresseurs sur au moins un côté desdits redresseurs selon la direction de l'axe (X) du compresseur, et d'entretoises (15, 15', 24, 25) comportant les portées circulaires et s'étendant radialement entre le tambour (12) et les aubes (6). 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les redresseurs sont des structures en couronne monobloc. 3. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le stator (1) est composé d'éléments annulaires (40, 51) assemblés entre eux et pourvus de moyens de maintien des redresseurs (3) par emboîtement entre deux éléments voisins assemblés. 4. Compresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de maintien des éléments annulaires comprennent un rebord (45) comportant une encoche à section triangulaire. 5. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens de maintien des éléments annulaires comprennent un rebord présentant une face de butée axiale et une face de maintien radial pour les redresseurs. 6. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les entretoises sont des plaques évidées pour permettre le passage d'une attache (10, 11) d'une aube (6) au tambour (12) et comprennent des moyens de butée longitudinale (18, 19) sur le tambour (12). 7. Compresseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les évidements (22, 23) sont aux bords des plaques. 8. Compresseur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les évidements (20) sont au centre des plaques. 9. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les entretoises sont des tresses (24, 25). 10. Procédé de montage d'un compresseur constitué selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste, pour chaque groupe constitué d'un étage à redresseur et d'un étage d'aubes, à successivement introduire le redresseur (3) autour du tambour (12) suivant un mouvement axial jusqu'à ce que le redresseur entre en butée contre un élément assemblé du stator, placer les entretoises (15) de l'étage d'aubes adjacent au redresseur et monter les aubes dudit étage sur le tambour et les entretoises, introduire un nouvel élément (40) de stator autour du tambour, de l'étage d'aubes et du redresseur suivant un mouvement axial jusqu'à ce que l'élément entre en butée contre le redresseur, et assembler le nouvel élément à l'élément assemblé du stator.