Brevet FR3006369A1 — publié le 20141205

DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne une turbomachine à étage de compression centrifuge. ETAT DE L'ART L'étage de compression centrifuge d'un compresseur de turbomachine comprend un rouet qui est entouré par une paroi annulaire externe et qui définit avec cette paroi une veine de compression dont la sortie est orientée radialement vers l'extérieur. Un diffuseur annulaire radial est monté en sortie de l'étage de compression centrifuge et comprend en général deux parois annulaires radiales, respectivement amont et aval, qui sont reliées entre elles par des pales et qui définissent entre elles un conduit de diffusion dont l'entrée est alignée avec la sortie radiale de l'étage de compression centrifuge. La sortie du diffuseur radial est en général reliée à l'entrée d'un diffuseur annulaire sensiblement axial qui délivre un flux d'air à la chambre annulaire de combustion de la turbomachine. L'étage de compression centrifuge et le diffuseur sont montés à l'intérieur d'un carter annulaire et sont fixés à ce carter par l'intermédiaire de brides. Le carter comprend une bride annulaire radialement interne de fixation de brides annulaires de l'étage de compression et du diffuseur. La paroi annulaire externe précitée de l'étage de compression centrifuge est reliée par une virole amont à une bride annulaire radialement externe qui est appliquée sur la bride du carter, et la paroi radiale amont du diffuseur est reliée par une virole amont, qui entoure la virole de l'étage de compression, à une bride annulaire radialement externe qui est appliquée sur la bride de fixation de la virole de l'étage de compression. Les brides comprennent des trous de passage de moyens du type vis-écrou pour serrer les brides les unes contre les autres. On a constaté que les pales du diffuseur sont soumises en fonctionnement à des contraintes statiques relativement importantes, pouvant réduire la durée de vie du diffuseur. La présente invention a notamment pour but d'apporter une solution simple, 30 efficace et économique à ce problème. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention propose une turbomachine, comprenant un étage de compression centrifuge et un diffuseur annulaire, l'étage de compression centrifuge comprenant un rouet entouré par une paroi annulaire externe et définissant avec cette paroi une veine de compression dont la sortie radiale est sensiblement alignée avec l'entrée du diffuseur, le diffuseur étant relié à une virole amont dont l'extrémité amont est fixée à l'extrémité amont d'une autre virole amont reliée à la paroi externe précitée, caractérisée en ce que la virole du diffuseur comprend des trous de passage d'air et en ce que la turbomachine comprend en outre une pièce annulaire d'étanchéité qui entoure la virole du diffuseur et qui est montée en précontrainte axiale entre le diffuseur et les moyens de fixation des viroles. Le problème précité lié aux contraintes statiques dans les pales du diffuseur est résolu par l'invention grâce aux trous ou ajours de la virole du diffuseur, ces trous ayant pour effet d'augmenter la souplesse de la virole qui peut ainsi amortir au moins en partie les contraintes auxquelles sont soumises les pales du diffuseur en fonctionnement. Toutefois, la présence de ces trous entraîne une communication fluidique entre les cavités annulaires situées respectivement à l'intérieur et à l'extérieur de la virole du diffuseur, ce qui peut créer des recirculations d'air pouvant affecter les performances et l'opérabilité de la turbomachine, et n'est donc pas admissible. La présente invention remédie également à ce problème grâce à la pièce annulaire d'étanchéité qui entoure la virole du diffuseur et qui s'étend axialement entre le diffuseur et les moyens de fixation des viroles du diffuseur et du compresseur. Le mode de montage de cette pièce d'étanchéité ne dégrade pas la situation statique et dynamique du stator. La pièce d'étanchéité est de préférence deformable élastiquement en direction axiale. Elle peut comprendre une partie annulaire à section en U ou en V, qui est élastiquement deformable en direction axiale. La géométrie de la pièce permet de suivre les déplacements thermomécaniques du diffuseur et du compresseur afin d'assurer l'étanchéité. La pièce peut comprendre des moyens d'appui axial à chacune de ses extrémités axiales. Lorsque la virole du diffuseur comprend à son extrémité amont une bride annulaire qui est appliquée sur une face radiale aval d'une bride annulaire de la virole de la paroi externe, et qui est fixée à cette bride par des moyens du type vis-écrou, l'extrémité amont de la pièce peut être en appui axial sur la face aval précitée. L'extrémité amont de la pièce peut en outre être en appui radial sur la périphérie externe de la bride du diffuseur. L'extrémité aval de la pièce peut être en appui axial sur une paroi radiale amont du diffuseur. Un joint annulaire d'étanchéité est de préférence monté entre l'extrémité aval de la pièce et le diffuseur. Ce joint peut être précontraint axialement entre une paroi radiale de la pièce et une paroi radiale amont du diffuseur. La présente invention concerne également une pièce annulaire d'étanchéité pour une turbomachine telle que décrite ci-dessus, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'appui axial amont, des moyens d'appui axial aval, et une partie annulaire à section en U ou en V, qui est élastiquement deformable en direction axiale. DESCRIPTION DES FIGURES L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale d'un étage de compression centrifuge et d'un diffuseur d'une turbomachine, - la figure 2 est une demi-vue schématique partielle en coupe axiale et en perspective d'un étage de compression centrifuge et d'un diffuseur d'une turbomachine selon l'invention, et - la figure 3 est une demi-vue schématique en coupe axiale et en perspective de la pièce annulaire d'étanchéité selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE On se réfère d'abord à la figure 1 qui représente une partie d'une turbomachine telle qu'un turboréacteur à double flux, cette turbomachine comportant d'amont en aval, dans le sens d'écoulement des gaz dans le moteur, une soufflante, au moins un compresseur, une chambre de combustion, au moins une turbine, et une tuyère d'éjection des gaz de combustion. Dans la figure 1, seul le dernier étage du compresseur est représenté, cet étage étant un étage centrifuge 10. La sortie 12 de cet étage centrifuge 10 alimente la chambre de combustion par l'intermédiaire d'un diffuseur annulaire radial 14 et d'un diffuseur annulaire axial 16. Le dernier étage de compression 10 comprend un rouet 18 qui tourne à l'intérieur d'une paroi annulaire externe 20 et qui définit avec cette paroi une veine de compression dont la sortie est orientée radialement vers l'extérieur. La paroi 20 est reliée par une virole amont 22 à une bride annulaire 24 qui s'étend radialement vers l'extérieur et qui est destinée à être fixée à une bride annulaire 26 d'un carter annulaire 28 de la turbomachine. Ce carter 28 entoure les diffuseurs 14 et 16 et sa bride 26 s'étend radialement vers l'intérieur. La virole 22 a une forme tronconique et s'étend depuis la paroi 20 d'aval en amont radialement vers l'extérieur, son extrémité amont portant la bride 24 précitée qui est appliquée sur une face radiale aval de la bride 26 du carter 28. Le diffuseur radial 14 comprend deux parois annulaires radiales, respectivement amont 30 et aval 32, qui sont reliées entre elles par des pales 34 et qui définissent entre elles un conduit de diffusion dont l'entrée radiale est alignée avec la sortie radiale de la veine de compression et dont la sortie est reliée à l'entrée du diffuseur axial 16. Ce diffuseur axial 16 est coudé et sa sortie est orientée vers l'aval pour l'alimentation en air de la chambre de combustion. La paroi amont 30 du diffuseur radial 14 est reliée par une virole amont 36 à une bride annulaire radialement externe 38 de fixation aux brides 24, 26. La virole 36 entoure la virole 22 et a une forme tronconique ou cylindrique et son extrémité amont porte la bride 38 précitée qui est appliquée sur une face radiale aval de la bride 24. Les brides 24, 26 et 36 comprennent des trous axiaux de passage de moyens 40 du type vis-écrou pour le serrage des brides. Les viroles 22, 36 délimitent entre elles une cavité annulaire 42 et la virole 36 délimite avec le carter 28 une autre cavité annulaire 44. La présence de trous 46 dans la virole 36 se traduit par une communication fluidique entre les cavités 42, 44. Pour limiter voire empêcher les recirculations d'air dans ces cavités, la présente invention propose de monter une pièce annulaire d'étanchéité autour de la virole 36 et montée en précontrainte axiale entre le diffuseur radial 14 et les brides 24, 38. Les figures 2 et 3 représentent une mode de réalisation de cette pièce d'étanchéité 50. Dans l'exemple représenté, la pièce 50 comprend essentiellement trois parties, une partie amont 52 sensiblement cylindrique, une partie intermédiaire 54 élastiquement deformable en direction axiale, et une partie aval 56 sensiblement cylindrique. La partie amont 52 de la pièce comprend une surépaisseur radiale et est en appui axial vers l'amont sur la face radiale aval de la bride 24 du compresseur. Dans l'exemple représenté, la partie amont 52 a un diamètre externe sensiblement égal au diamètre externe de la bride 22. La partie amont 52 est en outre en appui radial sur la périphérie externe de la bride 38 du diffuseur radial 14. La partie intermédiaire 54 de la pièce 50 a en section une forme en V qui est deformable élastiquement (par compression - flèche 58). Cette partie comprend une première paroi tronconique amont qui s'étend d'amont en aval vers l'extérieur et dont l'extrémité amont est reliée à l'extrémité aval de la partie amont 52 et l'extrémité aval est reliée à l'extrémité amont de la seconde paroi tronconique aval. Cette paroi tronconique aval s'étend d'amont en aval vers l'intérieur et est reliée à son extrémité aval à l'extrémité amont de la partie aval 56. La partie aval 56 a un diamètre sensiblement égal à celui de la partie amont 52. Son extrémité aval est en appui axial sur la face amont de la paroi radiale amont 30 du diffuseur radial 14. Dans l'exemple représenté, la partie aval 56 comprend une paroi ou nervure annulaire externe 58 à proximité de son extrémité aval. Cette paroi 58 définit avec la paroi radiale 30 du diffuseur un logement annulaire de montage d'un joint annulaire 60 d'étanchéité. Ce joint 60 a par exemple en section une forme en W et prend appui axialement sur la face aval de la paroi 58 et la face radiale amont de la paroi 30. Ce joint 60 assure une étanchéité radiale entre la paroi amont 30 du diffuseur radial 14 et l'extrémité aval de la pièce 50. La pièce d'étanchéité 50 selon l'invention peut être montée de la façon suivante. La pièce 50 est montée autour de la virole 36 du diffuseur radial 14 par translation axiale depuis l'amont jusqu'à ce qu'elle vienne en appui axial par son extrémité aval sur le diffuseur. L'extrémité amont de la pièce coopère avec la périphérie externe de la bride 38 du diffuseur pour assurer le centrage de la pièce 50. Le joint 60 peut être monté à l'extrémité amont de la pièce 50, préalablement au montage de la pièce. La bride 38 de fixation du diffuseur radial 14 est ensuite appliquée et fixée sur les brides 26, 24, et les moyens du type vis-écrou sont serrés, ce qui provoque la mise en contrainte axiale de la pièce 50. REVENDICATIONS1. Turbomachine, comprenant un étage de compression centrifuge (10) et un diffuseur annulaire radial (14), l'étage de compression centrifuge comprenant un rouet (18) entouré par une paroi annulaire externe (20) et définissant avec cette paroi une veine de compression dont la sortie radiale est sensiblement alignée avec l'entrée du diffuseur, le diffuseur radial étant relié à une virole amont (36) dont l'extrémité amont est fixée à l'extrémité amont d'une autre virole amont (22) reliée à la paroi externe précitée (20), caractérisée en ce que la virole du diffuseur radial comprend des trous (46) de passage d'air et en ce que la turbomachine comprend en outre une pièce annulaire (50) d'étanchéité qui entoure la virole du diffuseur radial et qui est montée en précontrainte axiale entre le diffuseur et les moyens (24, 38) de fixation des viroles. 2. Turbomachine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce (50) est deformable élastiquement en direction axiale. 3. Turbomachine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la pièce (50) comprend une partie annulaire (54) à section en U ou en V, qui est élastiquement deformable en direction axiale. 4. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la pièce (50) comprend des moyens (52, 56) d'appui axial à chacune de ses extrémités axiales. 5. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la virole (36) du diffuseur (14) comprend à son extrémité amont une bride annulaire (38) qui est appliquée sur une face radiale aval d'une bride annulaire (24) de la virole (22) de la paroi externe (20), et qui est fixée à cette bride par des moyens (40) du type vis-écrou, l'extrémité amont (52) de la pièce (50) étant en appui axial sur la face aval précitée. 6. Turbomachine selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'extrémité amont (52) de la pièce (50) est en appui radial sur la périphérie externe de la bride (38) du diffuseur radial (14). 7. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'extrémité aval (56) de la pièce (50) est en appui axial sur une paroi radiale amont (30) du diffuseur radial (14) 8. Turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un joint annulaire (60) d'étanchéité est monté entre l'extrémité aval (56) de la pièce (50) et le diffuseur (14). 9. Turbomachine selon la revendication 8, caractérisée en ce que le joint (60) est précontraint axialement entre une paroi radiale (58) de la pièce (50) et une paroi radiale amont (30) du diffuseur radial (14) 10. Pièce annulaire (50) d'étanchéité pour une turbomachine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens (52) d'appui axial amont, des moyens (56) d'appui axial aval, et une partie annulaire (54) à section en U ou en V, qui est élastiquement deformable en direction axiale.