Brevet FR2983247A1 — publié le 20130531

Ensemble redresseur - carter intermédiaire pour une turbomachine L'invention se rapporte à un ensemble redresseur - carter intermédiaire pour une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur d'avion. Dans une turbomachine, le dernier étage redresseur du compresseur basse pression est en général fixé à un carter intermédiaire situé directement en aval de cet étage. Le carter intermédiaire de turbomachine comprend typiquement deux parois annulaires coaxiales, respectivement interne et externe, délimitant entre elles une veine d'écoulement d'un flux d'air et entre lesquelles s'étendent des bras radiaux. Le redresseur du dernier étage du compresseur basse-pression comprend des viroles coaxiales interne et externe entre lesquelles s'étendent des aubes sensiblement radiales, l'extrémité aval de la virole externe comprenant une bride annulaire fixée par boulonnage au carter intermédiaire et l'extrémité aval de la virole interne étant montée de manière ajustée sur un élément du carter intermédiaire. Dans la technique actuelle, ce redresseur est réalisé par fixation des aubes les unes après les autres aux viroles interne et externe. Les extrémités radialement externes des aubes sont fixées par brasage à la virole externe et les extrémités radialement internes des aubes sont insérées dans des évidements de forme complémentaire de la virole interne et rendues solidaires de cette virole au moyen d'un matériau d'amortissement qui enrobe les extrémités internes des aubes. Cependant, cette technologie n'est pas applicable à certains moteurs pour lesquels la température du redresseur du dernier étage du compresseur basse pression peut dépasser en fonctionnement la température admissible pour le matériau d'amortissement précité. On a déjà proposé de modifier les systèmes de fixation des aubes aux viroles interne et externe d'un redresseur du type précité. Par exemple, chaque aube peut être équipée d'une plate-forme radialement interne et d'une plate-forme radialement externe, qui sont indépendantes des plates-formes des autres aubes. Les plates-formes externes des aubes comprennent des rebords circonférentiels amont et aval qui sont engagées dans des gorges annulaires correspondantes de la virole externe pour assurer la fixation des aubes à cette virole. Les plates-formes internes des aubes sont engagées et retenues dans une cavité annulaire de la virole interne, cette dernière étant formée de deux pièces annulaires, respectivement amont et aval, fixées l'une à l'autre. Comme dans la technologie précédente, la virole externe est fixée par son extrémité aval au carter intermédiaire et l'extrémité aval de la virole interne est montée de manière ajustée sur un élément du carter intermédiaire. Cette solution n'est toutefois pas entièrement satisfaisante pour les raisons suivantes. Les plates-formes de chaque aube sont séparées par des jeux circonférentiels relativement importants des plates-formes des aubes adjacentes. Du fait de ces jeux, les aubes ont tendance en fonctionnement à se déplacer et à glisser en direction circonférentielle et peuvent adopter une position dite « en écailles de poisson ». Ce phénomène est amplifié lorsque la virole interne peut se déplacer en rotation autour de son axe par rapport au carter intermédiaire. Ce déplacement en rotation est en général empêché par l'ajustement de l'extrémité aval de la virole interne sur le carter intermédiaire. Cependant, en fonctionnement, les dilatations thermiques différentielles entre le carter intermédiaire et la virole interne peuvent provoquer une augmentation du jeu radial entre l'extrémité aval de la virole interne et l'élément du carter, et se traduire par des déplacements relatifs en rotation de la virole interne vis-à-vis du carter intermédiaire. L'invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, efficace et économique à ce problème. Elle propose à cet effet un ensemble redresseur - carter intermédiaire pour une turbomachine, comportant un carter intermédiaire et un redresseur disposé en amont du carter et comprenant deux viroles coaxiales s'étendant l'une à l'intérieur de l'autre et entre lesquelles s'étendent des aubes sensiblement radiales, l'extrémité aval de la virole externe étant fixée par des moyens du type vis-écrou au carter et l'extrémité aval de la virole interne étant montée sur un rebord cylindrique amont du carter, caractérisée en ce qu'il comprend des moyens de blocage en rotation de la virole interne vis-à-vis du carter, ces moyens étant fixés au carter et coopérant par butée en direction circonférentielle avec des moyens correspondants de la virole interne. Les moyens de blocage selon l'invention empêchent toute rotation de la virole interne du redresseur vis-à-vis du carter intermédiaire et limitent donc les déplacements des aubes du redresseur en direction circonférentielle. Avantageusement, les moyens de blocage sont positionnés et fixés sur le carter intermédiaire sans qu'il soit nécessaire d'apporter de modifications au carter, ce qui réduit les coûts de mise en oeuvre de l'invention. Les moyens de blocage peuvent être indépendants les uns des autres et répartis sur la périphérie du cater intermédiaire et de la virole interne. En variante, les moyens de blocage comprennent un flasque annulaire monté radialement à l'intérieur de l'extrémité aval de la virole interne, ce flasque étant fixé au carter et comprenant des moyens coopérant par butée en direction circonférentielle avec des moyens correspondants de l'extrémité aval de la virole interne. Dans un mode de réalisation de l'invention, le flasque comporte des pattes s'étendant radialement vers l'extérieur et destinées à être engagées dans des encoches axiales de l'extrémité aval de la virole interne. Ces pattes forment des crabots de verrouillage en rotation, qui sont par exemple au nombre de 5 à 10 et de préférence régulièrement répartis autour de l'axe longitudinal du flasque. Dans le cas où l'extrémité aval de la virole interne du redresseur comprend une surface cylindrique interne de montage sur le rebord cylindrique du carter intermédiaire, les encoches axiales précitées de réception des pattes du flasque peuvent être formées sur cette surface. Les pattes du flasque peuvent chacune comporter une gorge à orientation circonférentielle qui débouche vers l'aval et est destinée à recevoir ce rebord du carter intermédiaire. Chaque patte du flasque peut ainsi avoir une forme à section sensiblement en C dont l'ouverture est orientée vers l'aval. Le flasque comprend de préférence des moyens d'indexage destinés à coopérer avec des moyens complémentaires du carter intermédiaire pour définir une position correcte de montage du flasque sur le carter intermédiaire. Ces moyens d'indexage peuvent former également des moyens de détrompage empêchant un mauvais montage du flasque. Ces moyens d'indexage peuvent comprendre au moins un pion formé en saillie axiale sur le flasque et destiné à être engagé dans un évidement de forme correspondante du carter intermédiaire. Comme indiqué dans ce qui précède, ces évidements sont de préférence préexistants sur le carter intermédiaire de manière à pouvoir intégrer un flasque selon l'invention à un carter intermédiaire de la technique actuelle sans modification de ce carter. Le flasque peut comporter des orifices axiaux de passage de moyens de fixation du flasque au carter intermédiaire. Au montage, les orifices du flasque sont de préférence alignés axialement avec des orifices préexistants du carter intermédiaire dans lesquels sont destinés à être engagés les moyens de fixation. Ces orifices du carter intermédiaire sont par exemple ceux qui servent à la fixation de la paroi interne du carter. Le flasque peut être sectorisé et formé de plusieurs secteurs disposés circonférentiellement bout à bout. Les secteurs de flasque peuvent alors être fixés au carter intermédiaire indépendamment les uns des autres. La présente invention concerne également une turbomachine, telle qu'un turboréacteur ou un turbopropulseur, caractérisée en ce qu'elle comprend un ensemble redresseur - carter intermédiaire tel que décrit ci-dessus. La présente invention concerne encore un flasque annulaire pour un ensemble redresseur - carter intermédiaire tel que décrit ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend des pattes radialement externes formant des moyens d'immobilisation en rotation, au moins un pion axial formant des moyens d'indexage, et des orifices axiaux de passage de moyens de fixation. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif et en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'un étage redresseur selon la technique antérieure ; la figure 2 est une vue schématique partielle en perspective depuis l'aval du redresseur de la figure 1; la figure 3 est une demi-vue schématique en coupe axiale d'un ensemble redresseur - carter intermédiaire selon l'invention ; la figure 4 est une vue schématique de la face amont de l'ensemble de la figure 3 ; la figure 5 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 4 ; la figure 6 est une vue schématique partielle en perspective depuis l'amont du flasque annulaire selon l'invention; et la figure 7 est une vue schématique partielle en perspective depuis l'amont d'une pièce aval de la virole interne du redresseur selon l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 qui représentent un redresseur 10 d'un compresseur basse pression d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur ou turbopropulseur d'avion selon la technique 2 98324 7 6 antérieure, ce redresseur faisant partie du dernier étage de ce compresseur et étant fixé par son extrémité aval à un carter intermédiaire (non représenté) de cette turbomachine. Le redresseur 10 comprend deux viroles coaxiales sensiblement 5 cylindriques, respectivement interne 12 et externe 14, entre lesquelles s'étendent des aubes 16 sensiblement radiales. Chaque aube 16 est solidaire à son extrémité radialement externe d'une plate-forme externe 18 et à son extrémité radialement interne d'une plate-forme interne 20. Les aubes 16 sont fixées à la virole externe 14 par l'intermédiaire de leurs 10 plates-formes externes 18 qui comprennent des rebords circonférentiels amont et aval 22 engagés dans des gorges annulaires correspondantes de la virole externe 14. La virole externe 14 comprend à son extrémité aval une bride annulaire 24 de fixation par des moyens du type vis-écrou au carter intermédiaire. 15 La virole interne 12 du redresseur 10 est formée de deux pièces annulaires, respectivement amont 26 et aval 28, qui sont fixées l'une à l'autre. La pièce amont 26 porte des blocs 30 de matière abradable destinés à coopérer avec des léchettes du rotor de la turbomachine pour créer un joint d'étanchéité du type à labyrinthe. L'extrémité aval de la pièce 20 aval 28 est conçue pour être montée ajustée sur un élément du carter intermédiaire. Les pièces 26, 28 de la virole interne 12 définissent entre elles une cavité annulaire débouchant vers l'extérieur et dans laquelle sont engagées et retenues les plates-formes internes 20 des aubes 16. 25 Comme indiqué dans ce qui précède, en fonctionnement, les dilatations thermiques différentielles entre le carter intermédiaire et le redresseur 10 peuvent provoquer une augmentation du jeu radial entre l'extrémité aval de la virole interne 12 et l'élément du carter intermédiaire, ce qui se traduit par des déplacements relatifs en rotation de la virole 30 interne 12 vis-à-vis du carter. Ce phénomène favorise les déplacements circonférentiels des aubes 16 du redresseur, qui peuvent adopter une 2 98324 7 7 position « en écailles de poisson ». La présente invention permet de remédier à ce problème grâce à des moyens de blocage en rotation de la virole interne vis-à-vis du carter intermédiaire. 5 Les figures 3 à 7 représentent un mode de réalisation de l'invention dans lequel les moyens de blocage en rotation sont formés par un flasque annulaire 50 qui est fixé au carter intermédiaire 52 et comprend des moyens coopérant par butée en direction circonférentielle avec des moyens correspondants de la virole interne 12 pour l'immobiliser en rotation par 10 rapport au carter 52. Le redresseur 10' de la figure 3 est similaire à celui de la figure 1 et s'en distingue notamment en ce que la pièce aval 28 de sa virole interne 12 comprend des encoches axiales 54 qui sont formées à la périphérie interne de son extrémité aval, et plus précisément sur une surface cylindrique 15 interne 56 de cette extrémité aval (figure 7) qui est destinée à être montée sur une surface cylindrique externe 58 du carter intermédiaire 52, (figure 3). La pièce annulaire aval 28 de la virole interne 12, mieux visible en figure 7, comprend des pattes radialement internes 60 de fixation à des pattes 62 correspondantes de la pièce annulaire amont 26 de la virole 12 20 (figure 3), ces pattes 60, 62 comportant des orifices axiaux de passage de moyens du type vis-écrou (non représentés). La pièce aval 28 comprend en outre un rebord cylindrique amont 64 qui comporte à son extrémité amont des encoches radiales traversantes 66 qui sont destinées à recevoir des dents radiales externes 68 de la pièce amont 26 pour immobiliser en 25 rotation les pièces 26, 28 de la virole interne 12, l'une par rapport à l'autre. Le carter intermédiaire 52 comprend un moyeu 70 entouré par deux parois annulaires coaxiales, respectivement interne 72 et externe 74, des bras 76 sensiblement radiaux s'étendant entre la périphérie externe du moyeu et la paroi externe 74 en traversant au moins une partie de la paroi 30 interne 72. Les parois 72, 74 définissent entre elles une veine externe d'écoulement d'un flux secondaire et la paroi interne 72 définit avec une troisième paroi annulaire (non visible) portée par le moyeu 70 une veine interne d'écoulement d'un flux primaire. La paroi externe 74 du carter interne 52 comprend à son extrémité amont une bride annulaire externe 78 de fixation à la bride 24 de la virole externe 14 du redresseur 10'. Le moyeu 70 du carter 52 comprend sur sa face amont un rebord cylindrique 80 orienté vers l'amont et définissant la surface externe 58 précitée de montage de l'extrémité aval de la virole interne 12 (figure 3). Comme cela est visible aux figures 4 et 5, le moyeu 70 comporte sur cette face amont des premiers orifices 82 de montage de moyens (non représentés) de fixation de la troisième paroi annulaire précitée au moyeu et des seconds orifices 84 de plus grand diamètre qui ont notamment pour fonction de définir une partie du référentiel six points du carter 52 servant pour le positionnement de la pièce au cours de sa production. Le flasque annulaire 50 selon l'invention comprend des orifices axiaux 86 qui sont destinés à être alignés avec les premiers orifices 82 précités du carter 52 pour le passage de moyens, tels que des vis, de fixation du flasque au carter. Le flasque 50 comporte en outre deux pattes radiales internes 88 portant chacun un pion cylindrique aval 90 qui est destiné à être engagé dans un des seconds orifices 84 précités du carter. Ces pions 90 constituent des moyens d'indexage et de détrompage qui permettent d'une part d'éviter un mauvais montage du flasque 50 sur le carter 52 et d'autre part de définir une position correcte de montage du flasque dans laquelle ses orifices 86 sont alignés axialement avec les premiers orifices 82 du carter. Le flasque 50 comprend également des pattes radiales externes 92 qui sont régulièrement réparties autour de l'axe longitudinal du flasque, et dont les extrémités radialement externes sont engagées dans les encoches axiales 54 de la virole interne 12 et sont configurées pour venir en butée en direction circonférentielle sur les parois latérales de ces encoches afin d'empêcher la virole de se déplacer en rotation relativement au carter. Ces pattes ont en section une forme sensiblement en C et comprennent sur leur face aval une gorge 94 à orientation circonférentielle qui débouche vers l'aval et dans laquelle est destiné à être engagé le rebord cylindrique amont 80 du carter 52, comme représenté en figure 3. L'ensemble redresseur 10' - carter intermédiaire 52 selon l'invention peut être monté de la façon suivante. Le redresseur 10' est assemblé préalablement à sa fixation au carter intermédiaire 52. Le flasque 50 est positionné sur la face amont du moyeu 70 du carter et fixé à ce moyeu, 10 comme indiqué dans ce qui précède. Le redresseur 10' est positionné en amont du carter intermédiaire 52 de sorte que les encoches 54 de sa virole interne 12 soient alignées axialement avec les pattes radiales externes 92 du flasque 50 monté sur le carter. Le redresseur 10' est ensuite déplacé en translation axiale vers le carter puis est fixé à celui-ci par fixation de la bride 15 aval 24 de sa virole externe 14 sur la bride amont 78 du carter. Le flasque annulaire 50 selon l'invention peut être sectorisé pour faciliter son montage, ce flasque comprenant plusieurs secteurs disposés circonférentiellement bout à bout et fixés indépendamment les uns des autres au carter intermédiaire 52.